基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复操作方法

本发明涉及电网运行与控制技术领域，尤其涉及基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复操作方法。

我国配电网规模相比主网规模，体量更大，配电网整体自动化水平比较滞后。目前，配电网一次方式意见审批主要依赖于人工通过纸质条图方式来查看主要供电电源，进而安排设备检修时配电网一次方式，此工作模式智能化水平低，往往一个工作要翻阅多张条图，且判定电网安全运行方式的主要因素热稳定、短路电流校核主要靠人工经验，配网“盲调”问题普遍存在，随着配电网逐年扩大，新能源大规模接入配网，配网设备检修一次方式审批安全隐患大，急需构建一套自动化审批方式来解决“盲审批”的问题。

本发明的目的一种基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复操作方法，配电网建设投入在电力系统中逐年加大，配电网自动化系统在全国范围内分步骤试点建设并投入使用，配网条图电子化、配网供电服务指挥平台等系统也全面加快推进，率先投入使用，这些工作促进了配电网设备、图形建模工作，逐渐摆脱以往以纸质条图来开展工作模式。在此基础上，提出基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复操作方法，自动开展热稳定和短路电流校核，自动给出一次方式审批意见，全面提升配网一次方式审批的水平。

本发明是通过以下技术方案实现：

基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复操作方法，包括以下步骤：

步骤一：从配网自动化系统或配网调度图模系统中获取配网设备的台账、拓扑节点关系和设备状态数据，配网设备包括单设备和复合设备，以设备为单位，对设备命名进行规范校对，再将拓扑关系和运行状态数据与设备台账进行拟合，构建出配电网基础数据。

步骤二：以配网线路为单位，基于计算机图论算法将设备到设备拓扑关节点信息转化为计算机中设备到设备邻接链表存储关系，以复合设备为单位，构建配电网联络拓扑模型。

步骤三：从电力调度运行管理系统中获取配网停电计划信息，包括停电设备、工作内容、计划开工时间和计划完工时间，对其中停电设备名称进行模糊匹配，再进行校对，从停电计划提取出具体停电设备信息。

步骤四：将设备状态数据置入联络拓扑模型，基于计算机图论遍历算法求解连通子图，将配网联络图划分为多个连通子图，以该子图中至少包含一个配网线路中起始母线或出线开关为条件作为电源点，保留该连通子图，否则该子图中设备全部置为停运状态。

将步骤三中构建配电网联络拓扑模型中的停电设备再置入拓扑模型中，置为停运状态，再进行连通子图求解，当出现新的连通子图，则判断该子图中设备是否存在属于环网柜或开闭所，当存在时，则将该环网柜或开闭所其他供电设备中停役状态设备逐个置为运行状态，再逐个通过求解连通子图，以该新的连通子图不再出现为条件，记录由停运转运行的每个设备和该设备所在连通子图所有设备，一个设备状态变化即为一个批复方案，当不存在时，直接给出该新的连通子图即为停电区域。

进一步的，还包括步骤五：将步骤四中的批复方案，通过热稳定和短路电流两个约束指标进行校核，通过选择最大历史负荷分布情况，对每个方案中记录的连通子图中所有设备进行下挂负荷统计和该连通子图中配网出线开关统计，通过开关限额要求和下挂负荷量自动统计是否电网热稳定要求。

同时基于该子图连通拓扑关系，结合设备具体参数信息，构建电网仿真模型，基于电力系统现有的短路电流计算工具PSSE、ETAP直接计算出短路电流，判定该批复方案电网运行方式是否满足短路电流要求，热稳定和短路电流中有一个不满足，则放弃该方案，否则对这两指标进行打分，以分数最高的作为最优的批复意见。

进一步的，在步骤五中，对两指标进行打分的打分公式如下：

100*(1-P下挂/P限额)*0.5+100*(1-A下挂/A限额)*0.5

其中满足100分，各占50分，P下挂、A下挂为这个区域内总负荷和仿真短路电流，P限额、A限额为给供电开关的负荷和短路电流限额值。

进一步的，配网设备包括：

单设备；所述单设备包括配网线路、柱上开关、熔断器、配电变压器、闸刀和母线。

复合设备；所述复合设备包括环网柜、开闭所、配电站和分支箱。

其中柱上开关、熔断器、闸刀包含2个拓扑节点，母线、配电变压器包含1个拓扑节点，环网柜、开闭所、配电站是由母线、开关构成。

进一步的，采用电力配网调度图模系统对配网调度运行管理和配网设备异动管理，具备遥信功能和电网拓扑管理功能，其中遥信数据是根据配网调度运行管理流程，配网出线开关遥信值直接从主网调度自动化系统中获取，遥测数据是从电力用户用电信息采集系统中获取。

进一步的，步骤二中，根据所属配网线路存在相同的环网柜设备来判定是否存在模型重复：

当存在重复时，以配网线路为单位，保留该线路中连接至复合设备中的母线部分，删除属于环网柜的其他联络设备，然后再将各线路中母线保留一个，删除其他的，其他与母线相连设备统一修改为保留下母线设备，完成配网线路之间拓扑联络。

当不存在重复时，复合设备和单设备检查在整个配网联络拓扑中连通性，以确保基于计算图论构建配网联络拓扑模型的准确性。

基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复系统，包括配电网基础数据模块、配电网联络拓扑模块、配网停电计划设备信息提取模块、配网一次方式批复方案计算模块和批复意见生成模块。

进一步的，所述配电网基础数据模块从配网自动化系统或配网调度图模系统中获取配网设备的台账、拓扑节点关系和设备状态数据，再通过配电网联络拓扑模块以配网线路为单位，基于计算机图论算法将设备到设备拓扑关节点信息转化为计算机中设备到设备邻接链表存储关系，以复合设备为单位，根据所属配网线路存在相同的环网柜设备来判定是否存在模型重复，所述配网停电计划设备信息提取模块是从电力调度运行管理系统中获取配网停电计划信息，包括停电设备、工作内容、计划开工时间和计划完工时间，对其中停电设备名称进行模糊匹配，再进行校对，从停电计划提取出具体停电设备信息。

进一步的，所述配网一次方式批复方案计算模块是将设备状态数据置入联络拓扑模型，基于计算机图论遍历算法求解连通子图，将配网联络图划分为多个连通子图，以该子图中至少包含一个配网线路中起始母线或出线开关为条件作为电源点，保留该连通子图，否则该子图中设备全部置为停运状态，将配网停电计划设备信息提取模块中构建配电网联络拓扑模型中的停电设备再置入拓扑模型中，置为停运状态，再进行连通子图求解，当出现新的连通子图，则判断该子图中设备是否存在属于环网柜或开闭所，当存在时，则将该环网柜或开闭所其他供电设备中停役状态设备逐个置为运行状态，再逐个通过求解连通子图，以该新的连通子图不再出现为条件，记录由停运转运行的每个设备和该设备所在连通子图所有设备，一个设备状态变化即为一个批复方案，当不存在时，直接给出该新的连通子图即为停电区域。

进一步的，所述批复意见生成模块是将配网一次方式批复方案计算模块中的批复方案，通过热稳定和短路电流两个约束指标进行校核，通过选择最大历史负荷分布情况，对每个方案中记录的连通子图中所有设备进行下挂负荷统计和该连通子图中配网出线开关统计，通过开关限额要求和下挂负荷量自动统计是否电网热稳定要求，同时基于该子图连通拓扑关系，结合设备具体参数信息，构建电网仿真模型，基于电力系统现有的短路电流计算工具PSSE、ETAP直接计算出短路电流，判定该批复方案电网运行方式是否满足短路电流要求，热稳定和短路电流中有一个不满足，则放弃该方案，否则对这两指标进行打分，以分数最高的作为最优的批复意见。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复操作方法，与现有技术相比实现了配网申请票一次方式审批的自动校核和批复意见自动生成功能，解决了配网申请票一次方式审批工作无法智能化批复的缺陷，提高配网申请票批复的工作效率，对提高配电网安全稳定运行水平提供技术支撑。

图1为本发明基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复操作方法的流程图；

图2为配电网联络拓扑模型构建流程图；

图3为配网一次方式批复方案生成流程图。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1～图3，其中图1为本发明基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复操作方法的流程图；图2为配电网联络拓扑模型构建流程图；图3为配网一次方式批复方案生成流程图。

基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复操作方法，包括以下步骤：

步骤一：构建配电网基础数据。

从配网自动化系统或配网调度图模系统中获取配网设备的台账、拓扑节点关系和设备状态数据，配网设备包括单设备和复合设备，配网设备包括：

单设备：配网线路、柱上开关、熔断器、配电变压器、闸刀和母线。

复合设备：环网柜、开闭所、配电站和分支箱。

其中柱上开关、熔断器、闸刀包含2个拓扑节点，母线、配电变压器包含1个拓扑节点，环网柜、开闭所、配电站是由母线、开关构成。

以设备为单位，根据中国电力行业标准《电网设备通用数据模型命名规范》(DL/T1171-2012)对设备命名进行规范校对，再将拓扑关系和运行状态数据与设备台账进行拟合，构建出配电网基础数据。

电力配网调度图模系统是在电力配网自动化系统未完全建成前而建设的实用化系统，用于配网调度运行管理和配网设备异动管理，具备遥信功能和电网拓扑管理功能，其中遥信数据是根据配网调度运行管理流程，以人工置位方式更新，仅配网出线开关遥信值直接从主网调度自动化系统中获取，遥测数据是从电力用户用电信息采集系统中获取。

步骤二：构建配电网联络拓扑模型。

在步骤一的基础上，以配网线路为单位，基于计算机图论算法将设备到设备拓扑关节点信息转化为计算机中设备到设备邻接链表存储关系，以复合设备为单位，根据所属配网线路存在相同的环网柜设备来判定是否存在模型重复。

根据所属配网线路存在相同的环网柜设备来判定是否存在模型重复：

当存在重复时，以配网线路为单位，保留该线路中连接至复合设备中的母线部分，删除属于环网柜的其他联络设备，然后再将各线路中母线保留一个，删除其他的，其他与母线相连设备统一修改为保留下母线设备，完成配网线路之间拓扑联络。

当不存在重复时，复合设备和单设备检查在整个配网联络拓扑中连通性，以确保基于计算图论构建配网联络拓扑模型的准确性。

步骤三：提取配网停电计划设备信息。

从电力调度运行管理系统中获取配网停电计划信息，包括停电设备、工作内容、计划开工时间和计划完工时间，按照《电网设备通用数据模型命名规范》对其中停电设备名称进行模糊匹配，再结合人工校对，从停电计划提取出具体停电设备信息。

步骤四：给出配网一次方式批复方案。

基于步骤一和步骤二，将设备状态数据置入联络拓扑模型，基于计算机图论遍历算法求解连通子图，将配网联络图划分为多个连通子图，以该子图中至少包含一个配网线路中起始母线或出线开关为条件作为电源点，保留该连通子图，否则该子图中设备全部置为停运状态。

将步骤三中构建配电网联络拓扑模型中的停电设备再置入拓扑模型中，置为停运状态，再进行连通子图求解，当出现新的连通子图，则判断该子图中设备是否存在属于环网柜或开闭所，当存在时，则将该环网柜或开闭所其他供电设备中停役状态设备逐个置为运行状态，再逐个通过求解连通子图，以该新的连通子图不再出现为条件，记录由停运转运行的每个设备和该设备所在连通子图所有设备，一个设备状态变化即为一个批复方案，当不存在时，直接给出该新的连通子图即为停电区域。

步骤五：基于安全约束的批复意见生成。

将步骤四中的批复方案，通过热稳定和短路电流两个约束指标进行校核，通过选择最大历史负荷分布情况，对每个方案中记录的连通子图中所有设备进行下挂负荷统计和该连通子图中配网出线开关统计，通过开关限额要求和下挂负荷量自动统计是否电网热稳定要求。

同时基于该子图连通拓扑关系，结合设备具体参数信息，构建电网仿真模型，基于电力系统现有的短路电流计算工具PSSE、ETAP等直接计算出短路电流，判定该批复方案电网运行方式是否满足短路电流要求，热稳定和短路电流中有一个不满足，则放弃该方案，否则对这两指标进行打分，以分数最高的作为最优的批复意见。

对两指标进行打分的打分公式如下：

100*(1-P下挂/P限额)*0.5+100*(1-A下挂/A限额)*0.5

其中满足100分，各占50分，P下挂、A下挂为这个区域内总负荷和仿真短路电流，P限额、A限额为给供电开关的负荷和短路电流限额值。

本发明还提供了一种基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复系统，包括配电网基础数据模块、配电网联络拓扑模块、配网停电计划设备信息提取模块、配网一次方式批复方案计算模块和批复意见生成模块。

所述配电网基础数据模块从配网自动化系统或配网调度图模系统中获取配网设备的台账、拓扑节点关系和设备状态数据，再通过配电网联络拓扑模块以配网线路为单位，基于计算机图论算法将设备到设备拓扑关节点信息转化为计算机中设备到设备邻接链表存储关系，以复合设备为单位，根据所属配网线路存在相同的环网柜设备来判定是否存在模型重复。

所述配网停电计划设备信息提取模块是从电力调度运行管理系统中获取配网停电计划信息，包括停电设备、工作内容、计划开工时间和计划完工时间，对其中停电设备名称进行模糊匹配，再进行校对，从停电计划提取出具体停电设备信息。

所述配网一次方式批复方案计算模块是将设备状态数据置入联络拓扑模型，基于计算机图论遍历算法求解连通子图，将配网联络图划分为多个连通子图，以该子图中至少包含一个配网线路中起始母线或出线开关为条件作为电源点，保留该连通子图，否则该子图中设备全部置为停运状态。

将配网停电计划设备信息提取模块中构建配电网联络拓扑模型中的停电设备再置入拓扑模型中，置为停运状态，再进行连通子图求解，当出现新的连通子图，则判断该子图中设备是否存在属于环网柜或开闭所，当存在时，则将该环网柜或开闭所其他供电设备中停役状态设备逐个置为运行状态，再逐个通过求解连通子图，以该新的连通子图不再出现为条件，记录由停运转运行的每个设备和该设备所在连通子图所有设备，一个设备状态变化即为一个批复方案，当不存在时，直接给出该新的连通子图即为停电区域。

所述批复意见生成模块是将配网一次方式批复方案计算模块中的批复方案，通过热稳定和短路电流两个约束指标进行校核，通过选择最大历史负荷分布情况，对每个方案中记录的连通子图中所有设备进行下挂负荷统计和该连通子图中配网出线开关统计，通过开关限额要求和下挂负荷量自动统计是否电网热稳定要求，同时基于该子图连通拓扑关系，结合设备具体参数信息，构建电网仿真模型，基于电力系统现有的短路电流计算工具PSSE、ETAP直接计算出短路电流，判定该批复方案电网运行方式是否满足短路电流要求，热稳定和短路电流中有一个不满足，则放弃该方案，否则对这两指标进行打分，以分数最高的作为最优的批复意见。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明公开了基于拓扑联动的配网申请票一次方式自动批复操作方法，与现有技术相比实现了配网申请票一次方式审批的自动校核和批复意见自动生成功能，解决了配网申请票一次方式审批工作无法智能化批复的缺陷，提高配网申请票批复的工作效率，对提高配电网安全稳定运行水平提供技术支撑。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。