CN105022892A - 配电网模型分层抽象与压缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网模型分层抽象与压缩方法，将配电网模型抽象分为四层，包括厂站层、开关层、联络层和用户层；所述联络层、开关层和用户层模型根据压缩算法获得，其压缩规则是：联络层：馈线为整体对象，压缩至线段，保留不同馈线之间的联络开关；开关层：压缩无开关对象的过渡型分支，以及非重要用户的辐射型分支末端，不保留任何杆塔信息，循环压缩；用户层：压缩无开关对象的过渡型分支，保留重要杆塔信息与用户节点，循环压缩。本发明采用模型抽象与压缩方法，所生成的配电网多侧面分层模型与GIS细节化模型的拓扑属性完全一致，较好地融合了配电网运行决策所需要的宏观与微观决策视野对相应配电网抽象模型的要求。

Description

配电网模型分层抽象与压缩方法

技术领域

本发明涉及一种电力***中数据处理领域，特别是一种配电网模型分层抽象与压缩方法。

背景技术

当前从单一数据源角度考虑，配电网模型通常是由地理信息***GIS提供，通过转换为符合IEC61970/61968规范的CIM/XML格式文件提交给其它应用***导入自身平台，供应用***使用，其优点是：该模型的描述颗粒度比较细，能够满足不同应用***的要求，对于物资管理、生产抢修是非常必要的，但其缺点是：对于配电网调度运行决策，该模型颗粒度就显得过于细致和庞大，不利于配电网运行决策宏观视野的建立以及对分析计算的简化。

发明内容

本发明的目的就是提供一种配电网模型分层抽象与压缩方法，通过在细致模型基础上根据不同的需要建立简约的抽象模型来表达配电网的宏观结构。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有：将配电网模型抽象分为四层，包括厂站层、开关层、联络层和用户层；厂站层无拓扑，所述开关层模型、联络层模型和用户层模型根据压缩算法获得，压缩规则如下：

1-1)开关层：循环压缩无开关对象的过渡型节点及其关联分支，以及非重要用户的辐射型分支末端节点，不保留非重要杆塔信息，其压缩结果为有开关的节点与分叉点，即压缩后关联分支大于2；

1-2)联络层：将馈线作为整体对象，用虚拟馈线线段表示馈线与厂站以及与相邻联络馈线之间的联络关系，保留不同馈线之间的联络开关；

1-3)用户层：循环压缩无开关对象的过渡型节点，合并分支，保留重要杆塔信息与全部用户节点，压缩后获得消除过渡节点后的全局模型。

进一步，所述厂站层用于表达厂站之间的相对位置，所述联络层用于展示变电站与馈线以及馈线与馈线之间的相互联络关系，所述开关层用于展示馈线内部的开关分段关系，所述用户层用于展示具体用户位置。

进一步，所述开关层的压缩方法具体为：

2-1)计算Voltage_Level的出线数；

2-2)判别出线数等于1的Voltage_Level内是否有开关或重要负荷，若没有，则压缩Voltage_Level及其关联的单一分支；若有，则循环结束；

2-3)判别出线数等于2的Voltage_Level内是否有开关或重要负荷，若没有，则压缩Voltage_Level及其关联的2个分支，并建立虚拟线路与实体馈线段之间的映射关系；若有，则循环结束。

进一步，所述联络层的压缩方法具体为：

通过馈线段的拓扑着色，建立馈线和变电站间的映射关系，循环处理非变电站的Voltage_Level，搜寻相互连通的馈线组合，并将馈线组生成为回路，建立起馈线和回路间的对应关系，将属于同一回路的馈线抽象成从变电站出发的虚拟馈线段，与回路环网相连，构成变电站与馈线间的联络关系图。

进一步，所述用户层的压缩方法具体为：

3-1)计算Voltage_Level的出线数；

3-2)判别出线数等于2的Voltage_Level内是否有开关或重要负荷，若没有，则压缩Voltage_Level及其关联的2个分支，并建立虚拟线路与实体馈线段之间的映射关系；若有，则循环结束。

进一步，所述配电网模型包括多个分支T型点，所述多个分支T型点通过容器类架构体现，实现容器类架构的方法为：

4-1)根据配电网模型关系数据库中设备与容器的关系，循环查找设备类对象，建立厂站类容器与设备对象之间的容器关系：厂站>设备；

4-2)根据厂站>设备的容器关系中的电压类型触发电压等级类型，形成：厂站>电压等级>设备的容器类关系，并根据设备、端口和节点之间的关系形成节点指向容器之间的关系：Node>Voltage_Level。

进一步，所述Node>Voltage_Level的节点为空的的对象包括了两种情况：一种是真实容器存在，另一种是仅为T型节点。

进一步，所述容器之间关系Node>Voltage_Level的形成方式为：

5-1)循环查找Node>Voltage_Level为空的节点对应的支路端口，触发新的Voltage_Level与厂站，并建立指向关系，同时对节点赋值为Voltage_Level的实际下标号；

5-2)循环查找开关与闸刀类对象，处理节点赋值不平衡者，使两者相等，循环查找结束后，节点对象的赋值数就是其指向的容器之间关系Voltage_Level。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

(1)模型分层为：厂站层、联络关系层、开关层、用户层等，融合了宏观与微观决策视野，符合配电网规模巨大情况下的调度决策需求。

(2)建立了配电网全局层次化模型描述，有利于实现局部搜索与追踪，大大提高了配电网模型的检索效率。

(3)在配电网层次化模型基础上，实现了由外而内的收缩型的模型压缩方法，并同时建立虚拟对象与实体对象之间的映射关系，为形成宏观与微观决策所需要的模型奠定了基础。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为本发明的配电网模型分层及压缩方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

配电网模型分层抽象与压缩方法，是将配电网模型抽象分为四层，包括厂站层、开关层、联络层和用户层；所述用户层用于展示具体用户位置，所述开关层用于展示馈线内部馈线分段关系，所述联络层用于展示变电站与馈线以及馈线与馈线之间的相互联络关系，所述厂站层直接提取；所述联络层、开关层和用户层模型根据压缩算法获得，其压缩规则是：联络层：馈线为整体对象，压缩至线段，保留不同馈线之间的联络开关；开关层：循环压缩无开关对象的过渡型分支，以及非重要用户的辐射型分支末端，不保留任何杆塔信息；用户层：循环压缩无开关对象的过渡型分支，保留重要杆塔信息与用户节点。

所述开关层的压缩方法为：计算Voltage_Level的出线数；判别出线数等于1的Voltage_Level内是否有开关或重要负荷，无则压缩Voltage_Level及其关联的单一分支；有则循环结束；判别出线数等于2的Voltage_Level内是否有开关或重要负荷，无则压缩Voltage_Level及其关联的2个分支，并建立虚拟线路与实体馈线段之间的映射关系；有则循环结束。

所述用户层的压缩方法为：计算Voltage_Level的出线数。判别出线数等于2的Voltage_Level内是否有开关或重要负荷，无则压缩Voltage_Level及其关联的2个分支，2个分支中只保留其一，且对端节点继承被放弃分支的对端节点号；有则循环结束。

所述联络层的压缩方法为：通过馈线段的拓扑着色，建立馈线和变电站间的映射关系，循环处理非变电站的voltage_level，搜索相互连通的馈线组，触发为回路，并将属于同一回路的馈线抽象成从变电站出发的馈线段，与回路相连，构成变电站与馈线间的联络关系图。

配电网规模庞大，要实现对模型的抽象压缩处理，其计算效率是必须考虑的重要因素，主要体现在对于局部搜索的范围必须限定在对象的目标区域或者是其归属的容器类对象的内部，而非全局，配电网层次化模型生成的难点在于对大量的T型分支点的处理，层次化描述的基本架构如下：

容器类架构：厂站>电压等级>设备；拓扑架构：设备端口>节点；

在配电网关系型模型描述中，对于多分支T型点的描述主要通过拓扑架构，而无容器类架构，使得搜索范围被扩大化，影响搜索效率，因此需要扩展多分支T型点的容器类架构，方法如下：

根据关系库中设备与容器的关系，循环设备类对象(包括开关、刀闸、母线、变压器、负荷、容抗器等)建立厂站类容器与设备对象之间的容器关系：厂站>设备；

根据厂站>设备的容器关系中的电压类型触发电压等级类型，形成：厂站>电压等级>设备的容器类关系，并根据设备>端口>节点之间的关系形成节点指向容器(电压等级)之间的关系：Node>Voltage_Level。对于Node>Voltage_Level的节点为空的对象包括两种情况：真实容器存在或仅为T型节点。

形成Node>Voltage_Level关系的方法是：

(1)循环Node>Voltage_Level为空的节点对应的支路(Feed Section)端口，触发新的Voltage_Level与场站(Station)，并建立指向关系，同时对节点赋值为Voltage_Level的进行标号；

(2)循环开关与闸刀类对象，处理节点赋值不平衡者，使之相等，循环结束后，节点对象的赋值数就是其指向的容器Voltage_Level。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种配电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于，具体方式如下：将配电网模型抽象分为四层，包括厂站层、开关层、联络层和用户层；厂站层无拓扑，所述开关层模型、联络层模型和用户层模型根据压缩算法获得，压缩规则如下：

1-1)开关层：循环压缩无开关对象的过渡型节点及其关联分支，以及非重要用户的辐射型分支末端节点，不保留非重要杆塔信息，其压缩结果为有开关的节点与分叉点，即压缩后关联分支大于2；

1-2)联络层：将馈线作为整体对象，用虚拟馈线线段表示馈线与厂站以及与相邻联络馈线之间的联络关系，保留不同馈线之间的联络开关；

1-3)用户层：循环压缩无开关对象的过渡型节点，合并分支，保留重要杆塔信息与全部用户节点，压缩后获得消除过渡节点后的全局模型。

2.如权利要求1所述的一种配电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于，所述厂站层用于表达厂站之间的相对位置，所述联络层用于展示变电站与馈线以及馈线与馈线之间的相互联络关系，所述开关层用于展示馈线内部的开关分段关系，所述用户层用于展示具体用户位置。

3.如权利要求1所述的一种配电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于，所述开关层的压缩方法具体为：

2-1)计算Voltage_Level的出线数；

2-2)判别出线数等于1的Voltage_Level内是否有开关或重要负荷，若没有，则压缩Voltage_Level及其关联的单一分支；若有，则循环结束；

2-3)判别出线数等于2的Voltage_Level内是否有开关或重要负荷，若没有，则压缩Voltage_Level及其关联的2个分支，并建立虚拟线路与实体馈线段之间的映射关系；若有，则循环结束。

4.如权利要求1所述的一种配电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于，所述联络层的压缩方法具体为：

通过馈线段的拓扑着色，建立馈线和变电站间的映射关系，循环处理非变电站的Voltage_Level，搜寻相互连通的馈线组合，并将馈线组生成为回路，建立起馈线和回路间的对应关系，将属于同一回路的馈线抽象成从变电站出发的虚拟馈线段，与回路环网相连，构成变电站与馈线间的联络关系图。

5.如权利要求1所述的一种配电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于，所述用户层的压缩方法具体为：

3-1)计算Voltage_Level的出线数；

3-2)判别出线数等于2的Voltage_Level内是否有开关或重要负荷，若没有，则压缩Voltage_Level及其关联的2个分支，并建立虚拟线路与实体馈线段之间的映射关系；若有，则循环结束。

6.如权利要求1所述的一种配电网模型分层抽象与压缩方法，其特征在于，所述配电网模型包括多个分支T型点，所述多个分支T型点通过容器类架构体现，实现容器类架构的方法为：

4-1)根据配电网模型关系数据库中设备与容器的关系，循环查找设备类对象，建立厂站类容器与设备对象之间的容器关系：厂站>设备；

4-2)根据厂站>设备的容器关系中的电压类型触发电压等级类型，形成：厂站>电压等级>设备的容器类关系，并根据设备、端口和节点之间的关系形成节点指向容器之间的关系：Node>Voltage_Level。

7.如权利要求5所述的实现容器类架构的方法，其特征在于，所述Node>Voltage_Level的节点为空的的对象包括了两种情况：一种是真实容器存在，另一种是仅为T型节点。

8.如权利要求5所述的实现容器类架构的方法，其特征在于，所述容器之间关系Node>Voltage_Level的形成方式为：

5-1)循环查找Node>Voltage_Level为空的节点对应的支路端口，触发新的Voltage_Level与厂站，并建立指向关系，同时对节点赋值为Voltage_Level的实际下标号；

5-2)循环查找开关与闸刀类对象，处理节点赋值不平衡者，使两者相等，循环查找结束后，节点对象的赋值数就是其指向的容器之间关系Voltage_Level。