基于主接線圖電網(wǎng)拓?fù)浔孀R文稿

摘要摘要可以通過匯編語言或高級語言編程實(shí)現(xiàn)，也可以由單片機(jī)進(jìn)系統(tǒng)或ASIC等硬件方法實(shí)現(xiàn)14Electricalmainwiringdiagramisusedinthestateprovisionsoftheelectricalequipmentgraphicsandtextsymbolsindetail.Theelectricalmainwiringdiagramreflectsthenumberofgenerators,transformers,lines,circuitbreakersandswitchesandotherelectricalequipment.Itisalsorelatedtothedistributiondevicelayout,protectionandcontrolmodeselectionandmaintenanceofsafetyandconvenience.Onthebasisofthemainwiringdiagram,weputforwardthemethodofusingthecorrelationmatrixtoidentifythetopologyofthenetwork.Thisalgorithmdenotesthebasictopologypowernetworkbynode-branchmatrix,definesan“AND-OR”multiplicationofImatrices,thenusethetransmissioncharacteristicsofconnectivitytoimplementsthetopologicalidentificationofpowernetwork.Onthisbasis,usingthenode-branchincidencematrixandthematrices,thenusethetransmissioncharacteristicsofconnectivitytoimplementsthetopologicalidentificationofpowernetwork.Onthisbasis,usingthenode-branchincidencematrixandthesymmetryofnode-nodeconnectivitymatrix,thetechniquetoquickenthecalculationspeedanditsimplementationmethodisputforwardthisalgorithmcanbeimplementedeitherbyprogramminginassemblelanguageorhighlevellanguage,orbyhardwaresuchassinglechipprocessorsystemorElectricalmainwiringdiagram;Incidencematrix;Connection目錄摘 目 第1章緒 課題背景及研究的意 課題背目錄摘 目 第1章緒 課題背景及研究的意 課題背 課題研究的意 電網(wǎng)拓?fù)浔孀R研究現(xiàn) 本文完成的主要工 第2章電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié) 電網(wǎng)拓?fù)淠?拓?fù)淠Ｐ偷谋?廣義乘法與廣義加 拓?fù)涞膫鬟f性 第3章關(guān)聯(lián)矩陣 3.1關(guān)聯(lián)矩 定 算 算法基 矩陣法在電網(wǎng)拓?fù)渲械膽?yīng) 44.1電網(wǎng)拓?fù)涞幕究?規(guī) 定 連通域的分 電網(wǎng)元件的等值方 廠站級網(wǎng)絡(luò)拓 元件級網(wǎng)絡(luò)拓 矩陣法與傳統(tǒng)法的比 舉例和擴(kuò) 第5章矩陣法與傳統(tǒng)法的比 舉例和擴(kuò) 第5章主接線拓?fù)浔孀R原 主接線的描 主接線的拓?fù)浔?算法的簡化與加 流程 結(jié)參考文 致1緒論1.1課題背景及研究的意義課題研究的意研究不同的電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對于電網(wǎng)運(yùn)行減少風(fēng)險(xiǎn)有著重要的意義[1]1緒論1.1課題背景及研究的意義課題研究的意研究不同的電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對于電網(wǎng)運(yùn)行減少風(fēng)險(xiǎn)有著重要的意義[1]56772(1)(2)(3)2(1)(2)(3)86512 13124257站3689124345967站站開關(guān)閉（1），（2）…阻抗元件8 96512 13124257站3689124345967站站開關(guān)閉（1），（2）…阻抗元件8 9電力系統(tǒng)主接線圖可以由一個(gè)節(jié)點(diǎn)和邊的集合G來描述G(V,電力系統(tǒng)主接線圖可以由一個(gè)節(jié)點(diǎn)和邊的集合G來描述G(V,2-G在表示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí)，V={邏輯節(jié)點(diǎn)}，E={有阻抗雙端元件}（s），具體表示為1,ij,ij(i1,2,,n,j1,2,,n)s,ij,ij0,i 2-0100s010000s01sA(s2-節(jié)點(diǎn)之間沒有電氣連接的取值為0，有電氣連接的取值根據(jù)支路的狀態(tài)s011000111000100100000011011000111000100100000011A2-x1x2min(x1,2-xmax(x,xx 其中，x1,x2表示關(guān)聯(lián)矩陣元素。和這兩種運(yùn)算，滿足以下x1x2x2x1x2x3x1x2x1x2x3x1x2x1x2x3x1x3x2加法有幺元0，乘法有幺元0xx01xx1xx若n×n矩陣A和B均為布爾代數(shù)矩陣，則其乘法和加法運(yùn)算分ABAB nb2-若n×n矩陣A和B均為布爾代數(shù)矩陣，則其乘法和加法運(yùn)算分ABAB nb2- jABajkblk2-其中，（j1,2,n;kajkajkajlaiks111;s2-由于a13s1且a32s1則節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2可以通過節(jié)點(diǎn)3間接相連。式(2-6這里的支路均為“簡單路徑”，即排除了有局部回路的支路。一個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)為n拓?fù)鋱D中，最多通過n-1階支路(簡單路徑)傳遞即可確定任意兩點(diǎn)(點(diǎn)j與點(diǎn)k)定滿足ajk1。111000111100101100000011A212-111100111100111100000011111100111100111100000011A32-111100111100111100000011A42-33.1定33.1定ns作為起始點(diǎn)(根)，當(dāng)ns對節(jié)點(diǎn)nknk的應(yīng)答信息途經(jīng)節(jié)點(diǎn)集合中的節(jié)點(diǎn)，或者說nk的應(yīng)答信息經(jīng)由節(jié)點(diǎn)集合L后抵達(dá)ns，則定義Lnk相關(guān)聯(lián)．若L中有Ppm，并且nkk稱之為自相關(guān)，顯然nsm×m階的矩陣A，其元素aij只有“0”或“1”這2點(diǎn)ni與節(jié)點(diǎn)njaij=1，否則aij=0，這個(gè)矩陣A就稱之為N行和對角元素為“1”，其余元素均為(3)起始點(diǎn)ns不同，網(wǎng)絡(luò)N的關(guān)聯(lián)矩陣A算11 m2m3 11 m2m3 ASm,mTAsTAsT章章規(guī)設(shè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)為N，節(jié)點(diǎn)依次編號，起始節(jié)點(diǎn)為1，終止節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間有直接連線時(shí)．元素Ap等于1，元素Aji等于矩陣元素Aa等于節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間沒有直接連線時(shí)，元素Aq規(guī)設(shè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)為N，節(jié)點(diǎn)依次編號，起始節(jié)點(diǎn)為1，終止節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間有直接連線時(shí)．元素Ap等于1，元素Aji等于矩陣元素Aa等于節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間沒有直接連線時(shí)，元素Aq等于0，元素Aij等于定 100 10010000011A是 00先從矩陣的第1行開始查找，第2列有1，記下列號，該行投有l(wèi)了，轉(zhuǎn)入第得到區(qū)域(3，5)。查找過程用計(jì)算機(jī)程序流程圖表示如圖4-2開結(jié) 此程序已用VB語言在Access開結(jié) 此程序已用VB語言在Access數(shù)據(jù)庫下調(diào)試通X中記錄的列號就是包括第1個(gè)節(jié)點(diǎn)的最大連初始化初始化獲取矩陣中第1行中的記錄列X眾，個(gè)IM中的1的個(gè)數(shù)為Q=Q+I4.2電網(wǎng)元件的等值方法廠站級網(wǎng)絡(luò)拓一個(gè)節(jié)點(diǎn)，廠站i與廠站j之間有一條聯(lián)絡(luò)線且運(yùn)4.2電網(wǎng)元件的等值方法廠站級網(wǎng)絡(luò)拓一個(gè)節(jié)點(diǎn)，廠站i與廠站j之間有一條聯(lián)絡(luò)線且運(yùn)行，則Aij=Aji=1，有兩條運(yùn)元件級網(wǎng)絡(luò)拓圖4-3含環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1100000111000010圖4-3含環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)110000011100001001000111110111111111000A4-00T110000011100001001T11000001110000100100010001001110010A4-4-4-4算法流程5③④⑤③④⑤①①123123456456789789②②⑥⑦⑧⑥⑦⑧圖5-132如對圖5-Aaijaij表示節(jié)點(diǎn)i與支路ji與支路j相聯(lián)時(shí)aij否則aij0jj與原來與其相聯(lián)的2相聯(lián),因而與這2節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)值應(yīng)為0圖5-1(a)2始節(jié)點(diǎn)25③④⑤③④⑤①①123123456456789789②②⑥⑦⑧⑥⑦⑧圖5-132如對圖5-Aaijaij表示節(jié)點(diǎn)i與支路ji與支路j相聯(lián)時(shí)aij否則aij0jj與原來與其相聯(lián)的2相聯(lián),因而與這2節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)值應(yīng)為0圖5-1(a)2始節(jié)點(diǎn)21001000010001000001001000001001000001001010001000100001010010000100010000010010000010010000010010100010001000010A0如果斷開其中的某些開關(guān),如圖5-1(b)所示,此時(shí)對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)2陣A稱之為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)2支路關(guān)聯(lián)矩陣或簡稱為節(jié)點(diǎn)2支路關(guān)聯(lián)矩陣)00000000100010000010010000010010000000000100010000000000A定義開關(guān)狀態(tài)矢量Ssjss1sj0。這樣，S=0,0,1,1,1,0,1,0,1。AA0行與S的各個(gè)對應(yīng)元素進(jìn)行“與”運(yùn)算后得到的。用同樣的方法,路2BbijABT對電力網(wǎng)絡(luò)主接線的辨識實(shí)際就是要找出網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間的連通關(guān)系。顯然,這種連通關(guān)系是可以傳遞的,即①如果i節(jié)點(diǎn)與j支路相聯(lián)，同時(shí)，支路j又與節(jié)點(diǎn)k相聯(lián),則節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)k②如果節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)k相聯(lián)，而節(jié)點(diǎn)k又與節(jié)點(diǎn)l相聯(lián),則節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)l定義節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)連通矩陣（它與網(wǎng)絡(luò)圖論中的節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣有區(qū)別Ccij。當(dāng)節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j連通時(shí),cij1,不連通時(shí)cij0,顯然C陣。以上連通關(guān)系的傳遞性質(zhì)可以表示如下①Ccij。當(dāng)節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j連通時(shí),cij1,不連通時(shí)cij0,顯然C陣。以上連通關(guān)系的傳遞性質(zhì)可以表示如下①若aij=1,bij=1,則 aij∩bjk==②若Cik=1,Ckl=1,則 Cik∩Ckl=1=對于具有m個(gè)節(jié)點(diǎn)條支路的網(wǎng)絡(luò)CA5-n k5-Cab ∩表示“與”運(yùn)算那么當(dāng)A為節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)矩陣，B為支路-節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣時(shí)。cij點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j通過任一支路的關(guān)聯(lián)情況。當(dāng)然，只要節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j有一條支路相聯(lián)，則cij=1。Ccij表示了節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的連通性,稱為節(jié)點(diǎn)-節(jié)點(diǎn)連通矩陣。這時(shí)的節(jié)點(diǎn)-節(jié)點(diǎn)連通矩陣僅僅表示了節(jié)點(diǎn)之間的直接連通性質(zhì),為1級節(jié)點(diǎn)-節(jié)點(diǎn)連通矩陣,并記為C1。由于連通性的傳遞性質(zhì),可以通過用級節(jié)點(diǎn)-節(jié)點(diǎn)連通矩陣C1進(jìn)行上面定義的矩陣乘法運(yùn)算,得到2級節(jié)點(diǎn)-節(jié)點(diǎn)連通C2C15-2級節(jié)點(diǎn)-點(diǎn)連通矩陣C2在 級節(jié)點(diǎn)-節(jié)點(diǎn)連通矩陣C1的基礎(chǔ)上。運(yùn)用連得到C3,,直到CnCn1Cn1。這時(shí)通過傳遞,聯(lián)值都是1了,而不連通的節(jié)點(diǎn)間關(guān)聯(lián)值都為0如對圖5-1010001010010010000010010100010000100010000100010TABAC010001010010010000010010100010000100010000100010TABAC011001010110010000010010100010000110010100010010 211 011001010110010000010010100010000110010100010010 322 再重復(fù)進(jìn)行以上運(yùn)算，將發(fā)現(xiàn)C不再變化。這時(shí)已把網(wǎng)絡(luò)中的所有連通關(guān)系都表示出來了。由C可見，節(jié)點(diǎn)連接成以下幾組：節(jié)點(diǎn)1、5為一組；節(jié)點(diǎn)2、3、6、8為一組；節(jié)點(diǎn)4、7(1)利用BAT在式中5-1BAT，所以式5-2n k5-Caa 即Cij就是A的第i行與第j行按位求“與”后的指，如果其中有一位為1Cij(2)利用C的對稱 n k5-Caa 即Cij就是A的第i行與第j行按位求“與”后的指，如果其中有一位為1Cij(2)利用C的對稱 C1mkmk5-CCC 即Cij可由C的第i行與第j行按位求“與”后再“或”,如果其中有一位為則Cij通的，則在傳遞運(yùn)算后仍然是連通的。因此，如果Cij在傳遞運(yùn)算前是1，則為了充分利用前一步連通性傳遞結(jié)果,更進(jìn)一步加快傳遞速度,在對C的自乘過程中,可以直接對C中為0的元素進(jìn)行運(yùn)算,并用運(yùn)算結(jié)果直接修改該元5.4算法流程實(shí)際上,在求連通關(guān)系的過程中,nkkm圖5-2算法框圖節(jié)點(diǎn)編號的優(yōu)5.4.3消去中間節(jié)圖5-2算法框圖節(jié)點(diǎn)編號的優(yōu)5.4.3消去中間節(jié)點(diǎn)和開5-3所示。圖5-2n求cij ajkkm迭代求cij cjkk生成原始節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)矩陣AK2④②①②①K1K2K13K1③K③1①①②② KK2④②①②①K1K2K13K1③K③1①①②② K 算法的實(shí)(1)用C語言實(shí)用軟件編程實(shí)現(xiàn)以上算法時(shí)，雖然矩陣A和C的存儲量分別是mn和mm，但用C語言編程時(shí)可以充分利用C語言的位運(yùn)算功能，把一個(gè)字與16位的位結(jié)構(gòu)作為共用體。這16位與16條支路(或節(jié)點(diǎn))對應(yīng)，一個(gè)mn用m(n/161)由于本算法很簡單,用匯編語言編程實(shí)現(xiàn)也很方便,筆者已用MCS28051單本算法的最大特點(diǎn)是能用簡單的ASIC實(shí)現(xiàn)結(jié)論算法簡單、速度快,可以用多種方法實(shí)現(xiàn)。在用硬件實(shí)現(xiàn)時(shí),CPU結(jié)論算法簡單、速度快,可以用多種方法實(shí)現(xiàn)。在用硬件實(shí)現(xiàn)時(shí),CPUKambaleP，MackauerJ．J．TheDispatcherTrainingSimulatorforMetroplita