PDF《基于拓扑分层的配电网电气接线图自动生成算法》

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1 基于拓扑分层的配电网电气接线图自动生成算法 廖凡钦1 ,刘东1 ,闫红漫2 ,于文鹏1 ,黄玉辉1 ,万顷波3 ( 1. 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室,上海交通大学,上海市

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2. 东华大学计算机科学与技术学院,上海市

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3. 国网南昌供电公司,江西省南昌市

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0 6 ) 摘要:配电网电气接线图的自动生成是一个复杂的优化问题, 其本质是在一个平面合理确定配电 网拓扑中各设备间的相对坐标位置.文中提出一种基于拓扑分层的成图算法, 该算法首先在原拓 扑模型基础上构建3层不同程度简化的分层成图拓扑模型, 在此基础上对应地将自动成图问题分 解为初步布局、 骨架布线和完整绘图这3个步骤求解.采用基于引力―斥力模型的布局算法完成 初步布局, 通过设备分类和比较电站出线的倾角大小实现电站成图, 采用基于区分布线优先顺序的 算法完成主干线的无重叠交叉布线, 最终生成与原拓扑结构完全对应的配电网电气接线图.针对 某市配电网的实例成

图表明了所提算法的有效性. 关键词:配电网;

电气接线图;

自动成图;

分层拓扑模型;

初步布局;

骨架布线 收稿日期:

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0 1;

修回日期:

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2 7. 国家高技术研究发展计划(863计划)资 助项目(2012AA

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0 3 ) .

0 引言 配电网电气接线图以正交化的电气接线方式严 格反映了电网实际的拓扑连接关系, 是数据采集与 监控( S C A D A) 系统展现配电网实时运行信息和配 电运行管理部门进行线路管理, 故障、 客户定位时不 可或缺的图形资料[

1 - 2] .电气接线图自动成图功能 的实现, 将为提升配电业务部门的信息化管理水平 和实现配电的各种高级应用提供重要基础[

2 ] . 目前, 电网自动成图问题的研究主要集中在输 电网潮流图的自动生成[

3 - 8] 、 配电网馈线单线图的自 动生成[

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1 3] 和电站主接线图的自动生成[

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1 6] 3个方 面.输电网潮流图的自动生成主要涉及电站的位置 布局和输电线路的无交叉布线;

馈线单线图的自动 生成主要解决单条馈线中众多分支线路的合理布局 问题;

电站主接线图的自动成图则专注于实现有着 复杂接线的变电站的主接线图的自动生成.以上文 献为解决电网自动成图提出了很多有用 的解决方 案, 并应用在了某些实际系统中.然而, 这些研究主 要是从梗概层面( 如电网潮流图) 、 电网局部( 如变电 站主接线图) 或是在较小规模范围内( 如馈线单线 图) 来探讨电网的自动成图, 并没有涉及如何自动生 成与实际电网拓扑一一对应的完整的大规模电网电 气接线图.对于大规模配电网, 其本身大量的设备 数量、 复杂的拓扑结构以及站内站外设备在成图时 不同的布局特点为其接线图的自动生成带来了大量 难题, 现在对这方面的研究较少. 本文以1 0k V 中压配电网为研究对象, 针对配 电网本身的拓扑结构特点和现有成图思路在求解该 问题时的不足, 提出了基于拓扑分层的自动成图算 法.该算法基于构建的配电网网络的3层分层成图 拓扑模型, 对应地将成图过程分解为初步布局, 骨架 布线和完整绘图这3个步骤.初步布局过程初步确 定拓扑中电站和关键节点的坐标位置;