基于開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)的電網(wǎng)故障恢復(fù)路徑搜索方法
【專利摘要】一種基于開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)的電網(wǎng)故障恢復(fù)路徑搜索方法，在開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)等值的電網(wǎng)模型基礎(chǔ)上，通過搜索電網(wǎng)故障后所形成的獨立子系統(tǒng)以及連接各子系統(tǒng)的開關(guān)刀閘，來尋找供電恢復(fù)路徑。在搜索過程中采用寬度優(yōu)先搜索策略。采用上述方法，基于VC2010編程工具，引用某地區(qū)局部電網(wǎng)模型進(jìn)行故障模擬，搜索供電路徑。
【專利說明】基于開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)的電網(wǎng)故障恢復(fù)路徑搜索方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)故障恢復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)的電網(wǎng)故障恢復(fù)路徑搜索方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)外學(xué)者引入基于節(jié)點-子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞椒ǎ鶕?jù)開關(guān)刀閘狀態(tài)，將電網(wǎng)劃分為多個內(nèi)部連通的節(jié)點和子系統(tǒng)，為路徑搜索提供便利條件。許多學(xué)者提出利用模糊理論、遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法來實現(xiàn)故障恢復(fù)，但這些方法主要停留在理論研究層面，很難用于現(xiàn)場實際。另有學(xué)者提出利用專家系統(tǒng)實現(xiàn)故障恢復(fù)，但該方法需要構(gòu)建龐大的知識庫，在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)發(fā)生變化時需要做大量的數(shù)據(jù)維護(hù)，也不適于在線運行。除上述方法外，有學(xué)者提出基于斷路器隔離開關(guān)逐一搜索的策略，在策略中對負(fù)荷的優(yōu)先級進(jìn)行排序，但該方法過程過于繁瑣，且運行速度慢，不適用在線應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]一種基于開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)的電網(wǎng)故障恢復(fù)路徑搜索方法，其特征在于將電網(wǎng)等值為開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)模型，其中子系統(tǒng)分為帶電子系統(tǒng)、不帶電子系統(tǒng)、失電子系統(tǒng)三大類，或者分為終點子系統(tǒng)、非終點子系統(tǒng)兩類；路徑搜索采用寬度優(yōu)先的搜索策略，從非故障失電子系統(tǒng)出發(fā)，通過搜索子系統(tǒng)所連開關(guān)刀閘，找到該子系統(tǒng)所有相鄰子系統(tǒng)，重復(fù)操作，直至找到帶電子系統(tǒng)或終點子系統(tǒng)為止。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]提出了一種基于開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)的電網(wǎng)故障恢復(fù)路徑搜索方法，將電網(wǎng)等值為開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)模型；將子系統(tǒng)分為帶電子系統(tǒng)、不帶電子系統(tǒng)、失電子系統(tǒng)三類，或者分為終點子系統(tǒng)和非終點子系統(tǒng)兩類；在路徑搜索前對與故障失電子系統(tǒng)相連的開關(guān)刀閘進(jìn)行標(biāo)記，同時將各非故障失電子系統(tǒng)按照負(fù)荷重要程度進(jìn)行優(yōu)先級排序；按照電網(wǎng)等值模型，采用寬度優(yōu)先的搜索策略，從優(yōu)先級最高的非故障失電子系統(tǒng)出發(fā)，通過搜索子系統(tǒng)所連開關(guān)刀閘，找到該子系統(tǒng)所有相鄰子系統(tǒng)，重復(fù)操作，直至找到帶電子系統(tǒng)或終點子系統(tǒng)為止；在搜索過程中，對已搜索過的開關(guān)刀閘及子系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)記。
[0006]本發(fā)明的一種改進(jìn)是將電網(wǎng)等值為子系統(tǒng)-開關(guān)刀閘模型，提高了恢復(fù)路徑搜索效率。
[0007]本發(fā)明的一種改進(jìn)是將子系統(tǒng)分為帶電子系統(tǒng)、不帶電子系統(tǒng)、失電子系統(tǒng)三大類，或者分為終點子系統(tǒng)、非終點子系統(tǒng)兩類，不帶電子系統(tǒng)是指故障前后都不帶電的子系統(tǒng)，失電子系統(tǒng)指因故障而停電的子系統(tǒng)，又分為非故障失電子系統(tǒng)及故障失電子系統(tǒng)，非故障失電子系統(tǒng)指不含故障設(shè)備的失電子系統(tǒng)，而故障失電子系統(tǒng)則指包含故障設(shè)備的失電子系統(tǒng)，終點子系統(tǒng)是一種非帶電子系統(tǒng)，其相鄰子系統(tǒng)具有故障標(biāo)記或搜索標(biāo)記。
[0008]本發(fā)明的一種改進(jìn)是在路徑搜索前，對與各故障失電子系統(tǒng)相連的開關(guān)刀閘進(jìn)行標(biāo)記，避免搜索到不可靠路徑。[0009]本發(fā)明的一種改進(jìn)是在搜索路徑前，對各非故障失電子系統(tǒng)按照負(fù)荷重要程度進(jìn)行優(yōu)先級排序，以便優(yōu)先恢復(fù)重要負(fù)荷供電。
[0010]本發(fā)明的一種改進(jìn)是在搜索過程中對已搜索過的子系統(tǒng)或開關(guān)進(jìn)行標(biāo)記，以免重復(fù)搜索，陷入死循環(huán)。
[0011]本發(fā)明的一種改進(jìn)是從優(yōu)先級最高的非故障失電子系統(tǒng)開始搜索，采用寬度優(yōu)先搜索策略，遍歷所有可能對子系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)的路徑，提高了供電恢復(fù)路徑的完備程度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為某地區(qū)局部電網(wǎng)模型圖，圖中2變壓器為故障設(shè)備，2202、1102、1002斷開，形成了故障失電子系統(tǒng)；IOkV母線為非故障失電設(shè)備，形成了非故障失電子系統(tǒng)；1001斷路器為不帶電設(shè)備，形成不帶電子系統(tǒng):其余部分設(shè)備形成帶電子系統(tǒng)。
[0013]圖2為電網(wǎng)等值模型圖；
[0014]圖3為故障恢復(fù)路徑搜索流程圖；
【具體實施方式】
[0015]如圖3所示，從非故障失電子系統(tǒng)出發(fā)，通過搜索子系統(tǒng)所連開關(guān)刀閘，找到該子系統(tǒng)的相鄰子系統(tǒng)；若相鄰子系統(tǒng)帶電或相鄰子系統(tǒng)為終點子系統(tǒng)，則標(biāo)記此為一條路徑，否則就進(jìn)行多層搜索直到找到帶電子系統(tǒng)或終點子系統(tǒng)為止。
[0016]如圖2所示，子系統(tǒng)4為故障后形成的非故障失電子系統(tǒng)，子系統(tǒng)3為故障失電子系統(tǒng)，子系統(tǒng)2為不帶電子系統(tǒng)，子系統(tǒng)I為帶電子系統(tǒng)。路徑搜索前對與故障失電子系統(tǒng)3相連的開關(guān)刀閘C、D進(jìn)行標(biāo)記。從子系統(tǒng)4開始搜索，搜索到兩個相鄰子系統(tǒng)2和3，由于3為故障子系統(tǒng)，開關(guān)刀閘D已被標(biāo)記，不能作為一條路徑；子系統(tǒng)2不帶電，繼續(xù)搜索子系統(tǒng)2的相鄰子系統(tǒng)1，子系統(tǒng)I為帶電子系統(tǒng)，因此開關(guān)刀閘B+A為一條恢復(fù)路徑；在搜索過程中，每搜索一步，對搜索過的子系統(tǒng)和開關(guān)刀閘進(jìn)行標(biāo)記，防止從子系統(tǒng)2沿開關(guān)刀閘B往回搜索到子系統(tǒng)4。
[0017]綜上所述，本發(fā)明設(shè)計的基于開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)的電網(wǎng)故障恢復(fù)路徑搜索方法，有效解決了電網(wǎng)故障后，如何快速尋找失電區(qū)域供電恢復(fù)路徑的問題，以子系統(tǒng)為單位進(jìn)行搜索的方法，提高了路徑搜索的效率，利用寬度優(yōu)先搜索，提高了路徑搜索的完備程度。通過對某地區(qū)局部電網(wǎng)進(jìn)行故障模擬，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行路徑搜索，獲得了良好的效果，驗證了基于開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)的電網(wǎng)故障恢復(fù)路徑搜索方法的正確性及有效性。
[0018]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)模型的電網(wǎng)故障回復(fù)路徑搜索方法，其特性在于基于電網(wǎng)內(nèi)電氣設(shè)備的基本組成、連接關(guān)系以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停ㄟ^結(jié)線分析將電網(wǎng)等值為開關(guān)刀閘-子系統(tǒng)模型，其中子系統(tǒng)分為帶電子系統(tǒng)、不帶電子系統(tǒng)、失電子系統(tǒng)三大類，或者分為終點子系統(tǒng)、非終點子系統(tǒng)兩類；失電子系統(tǒng)分為故障失電子系統(tǒng)和非故障失電子系統(tǒng)；在路徑搜索前對與故障失電子系統(tǒng)相連的開關(guān)刀閘進(jìn)行標(biāo)記，同時將各非故障失電子系統(tǒng)按照負(fù)荷重要程度進(jìn)行優(yōu)先級排序；路徑搜索采用寬度優(yōu)先的搜索策略，從優(yōu)先級最高的非故障失電子系統(tǒng)出發(fā)，通過搜索子系統(tǒng)所連開關(guān)刀閘，找到該子系統(tǒng)所有相鄰子系統(tǒng)，重復(fù)操作，直至找到帶電子系統(tǒng)或終點子系統(tǒng)為止；在搜索過程中，對已搜索過的開關(guān)刀閘及子系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)記；當(dāng)全部路徑搜索結(jié)束后，通過對路徑潮流越限、開關(guān)刀閘操作次數(shù)、母線電壓越限、電網(wǎng)網(wǎng)損率、電網(wǎng)備用容量五個指標(biāo)的計算得出最優(yōu)故障恢復(fù)路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的恢復(fù)路徑搜索方法，其特征在于，將子系統(tǒng)分為帶電子系統(tǒng)、不帶電子系統(tǒng)、失電子系統(tǒng)三類，其中，不帶電子系統(tǒng)是指故障前后都不帶電的子系統(tǒng)；失電子系統(tǒng)指因故障而停電的子系統(tǒng)，又分為非故障失電子系統(tǒng)及故障失電子系統(tǒng)，其中非故障失電子系統(tǒng)指不含故障設(shè)備的失電子系統(tǒng)，而故障失電子系統(tǒng)則指包含故障設(shè)備的失電子系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的恢復(fù)路徑搜索方法，將子系統(tǒng)分為終點子系統(tǒng)、非終點子系統(tǒng)兩類，終點子系統(tǒng)是一種非帶電子系統(tǒng)，其相鄰子系統(tǒng)具有故障標(biāo)記或搜索標(biāo)記。
4.如權(quán)利要求1所述的恢復(fù)路徑搜索方法，其特征在于，按照電網(wǎng)等值模型，通過搜索非故障失電子系統(tǒng)所連開關(guān)刀閘，尋找該子系統(tǒng)的相鄰子系統(tǒng)，若相鄰子系統(tǒng)不帶電且為非終點子系統(tǒng)，則繼續(xù)搜索，直到找到帶電子系統(tǒng)或終點子系統(tǒng)，每搜索到一條恢復(fù)路徑，需進(jìn)行標(biāo)記存儲。
5.如權(quán)利要求1所述的恢復(fù)路徑搜索方法，其特征在于:當(dāng)全部路徑搜索結(jié)束后，通過對路徑潮流越限、開關(guān)刀閘操作次數(shù)、母線電壓越限、電網(wǎng)網(wǎng)損率、電網(wǎng)備用容量五個指標(biāo)的計算得出最優(yōu)故障恢復(fù)路徑；其計算公式如下:
【文檔編號】H02H3/06GK103678369SQ201210341705
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月17日
【發(fā)明者】張旭, 程雪婷, 趙冬梅 申請人:華北電力大學(xué)