作，自 動刷新電氣接線圖上受影響部分的帶電狀態(tài)，并通過對各段線路及電氣設備、元件進行著 色來實現(xiàn)配電網(wǎng)絡實時狀態(tài)信息的圖形可視化。
【附圖說明】
[0037] 圖1是一種電氣網(wǎng)絡的電路圖。
[0038] 圖2是圖1轉換為由節(jié)點和節(jié)點間連線組成的電氣網(wǎng)絡拓撲。
【具體實施方式】
[0039] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0040] -種高性能電氣網(wǎng)絡實時拓撲分析方法，包括如下步驟：
[0041] 步驟一：應用圖論的描述方式，將電氣網(wǎng)絡中的某一個區(qū)域表示為一個節(jié)點，其內(nèi) 部不存在影響電路通斷狀態(tài)的設備如各類開關、刀閘、斷路器等，其中由各種元件連接在一 起形成一個具有相同帶電狀態(tài)的整體，各節(jié)點區(qū)域的所有元器件同時帶電或同時失電。
[0042] 同樣，從圖論的角度來看，將節(jié)點間連線看做連接兩個節(jié)點的開關的高度抽象，兩 個節(jié)點間有線段連接，表示連接兩節(jié)點的開關閉合；兩節(jié)點間無直接的連線，表示連接兩節(jié) 點的開關斷開。
[0043] 步驟二：在所有節(jié)點與開關均未連接時，進行電氣網(wǎng)絡配置，包括：配置節(jié)點、配 置節(jié)點包含信息及配置關聯(lián)矩陣S ;具體如下：
[0044] (1)配置節(jié)點：根據(jù)節(jié)點的定義，標注節(jié)點Pn，同時在節(jié)點內(nèi)標注電壓等級，如遇 到變壓器，則兩邊的電壓等級不同，需要做特殊處理?？梢约俣ㄋ虚_關全部閉合，從電源 節(jié)點開始執(zhí)行廣度優(yōu)先搜索（BFS)，標注各節(jié)點電壓等級，遇到變壓器根據(jù)變壓器的配置改 變電壓等級，也可以手動配置節(jié)點。如圖1所示，是一種電氣網(wǎng)絡的電路圖，圖2是圖1轉 換為由節(jié)點和節(jié)點間連線組成的電氣網(wǎng)絡拓撲。
[0045] (2)配置節(jié)點包含信息：包括：配置節(jié)點是否帶電的isEnergized屬性、配置節(jié)點 當前時刻與其他節(jié)點連接的connected_points屬性（也可通過鄰接矩陣查詢到該屬性）、 配置節(jié)點電壓等級的v_level屬性（拓撲著色時可使用）。
[0046] (3)配置關聯(lián)矩陣S :關聯(lián)矩陣是記錄點與邊的關系的矩陣。在實際操作中，只需 在每個開關中存儲節(jié)點信息即可，根據(jù)圖2可得到表1，如下所示：
[0049] 步驟三：配電網(wǎng)絡的靜態(tài)分析：在電氣網(wǎng)絡投入使用前，根據(jù)電氣網(wǎng)絡的開關狀 態(tài)以及關聯(lián)矩陣S，創(chuàng)建電氣網(wǎng)絡的鄰接矩陣C及全連通矩陣L ;
[0050] (1)創(chuàng)建鄰接矩陣C :根據(jù)配電網(wǎng)的開關狀態(tài)，以及關聯(lián)矩陣，可快速創(chuàng)建出配電 網(wǎng)的鄰接矩陣。鄰接矩陣中〇表示兩個節(jié)點未直接連接或開關斷開，1表示兩節(jié)點直接連 接且開關閉合。若電氣網(wǎng)絡含η個節(jié)點，則鄰接矩陣為C(nXn)?，F(xiàn)假設圖2中的S1、S2、 S4、S5閉合，根據(jù)表1，得到如下所示的鄰接矩陣C。
[0051]
[0052] (2)創(chuàng)建全連通矩陣L :由于該拓撲分析方法主要側重于配電網(wǎng)的動態(tài)特性，故在 靜態(tài)配置時的全連通矩陣創(chuàng)建方法可采用連通矩陣準平方法，系統(tǒng)此時對于實時性無特殊 要求。全連通矩陣中0表示兩個點沒有連接，1表示兩個點被直接或間接的連在一起。全 連通矩陣不關心兩個節(jié)點以何種方式連接在一起。實際上，若系統(tǒng)從所有開關均斷開時開 始工作，則全連通矩陣被初始化為所有元素都為〇的矩陣，也可直接采用本拓撲方法。根據(jù) 鄰接矩陣C，假設圖2中的開關SI、S2、S4、S5已經(jīng)閉合，其他開關斷開，則得到全連通矩陣 L如下所示
[0054] 步驟四：配電網(wǎng)絡的動態(tài)分析：根據(jù)電氣網(wǎng)絡的改變分為開關閉合和開關斷開兩 種情況：
[0055] 情況一：開關閉合狀態(tài)分析：
[0056] 首先，當開關S閉合時，先根據(jù)關聯(lián)矩陣得到開關連接的兩個節(jié)點i和j的信息， 此時改變鄰接矩陣的元素 Cl j及C μ為1，表示鄰接矩陣中節(jié)點i和節(jié)點j被連在一起。將 節(jié)點i加入節(jié)點j的connected_points屬性，將節(jié)點j加入節(jié)點i的connected_points 屬性。
[0057] 被連接在一起的兩節(jié)點i和j所在的電氣島的信息被存儲在全連通矩陣的第i行 及第j行。以第i行為例，第i行中所有為1的元素表示該節(jié)點與i節(jié)點相連。即Llk = I (k取0-n，下同）表示節(jié)點i與k是連通的，且全連通矩陣L的第i行和第k行必相同。在 開關進行閉合動作前，全連通矩陣的第i行表示所有與i相連的節(jié)點的集合，記為電氣島a。 全連通矩陣的第j行表示所有與j相連的節(jié)點的集合，記為電氣島b。開關閉合后，電氣島 a與b連接為同一個電氣島c。電氣島c中包含了電氣島a與b的所有節(jié)點。
[0058] 具體操作如下：
[0059] 查詢?nèi)B通矩陣的第i行及第j行（節(jié)點Pi和Pj所在的行），對兩行元素中位于 相同列的元素進行或操作，得到一個全新的含有η個元素的數(shù)組T，即Tk= L lk I I Ljk，T中所 有為1的元素的集合即為新得到的電氣島c。將數(shù)組T重寫到全連通矩陣中的第k行，k表 示所有Tk= 1時k的值。此時得到的新的鄰接矩陣和全連通矩陣即為開關閉合后的鄰接矩 陣和全連通矩陣。以上操作均在原矩陣中進行重寫操作，臨時創(chuàng)建的數(shù)組T在計算結束后 釋放，不占用額外的內(nèi)存空間。如圖2中的開關S1、S2、S4、S5已經(jīng)閉合，現(xiàn)開關S3(P3，P4) 進行閉合動作，鄰接矩陣C被修改為如下所示：
[0061] 則將全連通矩陣的第3、4行進行或操作，得到數(shù)組T如下，Tk= Llk| I L]k
[0066] 則將全連通矩陣的第1、2、3、4、5、6行用數(shù)組T重寫，得到L如下
[0067]
[0068] 注：只有開關連接的兩個節(jié)點的isEnergized屬性進行或操作后為1才會改變帶 電狀態(tài)，即開關兩端的帶電狀態(tài)不同（電氣島c帶電）。但無論怎樣，都先改變鄰接矩陣和 全連通矩陣。若兩節(jié)點均帶電或者均不帶電，配網(wǎng)的帶電狀態(tài)不發(fā)生改變，此時無需進行拓 撲著色等操作。
[0069] 情況二：開關斷開狀態(tài)分析：
[0070] 當開關Sn斷開時，先根據(jù)關聯(lián)矩陣得到開關連接的兩個節(jié)點i和j的信息。此時 改變鄰接矩陣的元素 Clj及C μ為0,表示鄰接矩陣中節(jié)點i和節(jié)點j未直接連在一起。將 節(jié)點i從節(jié)點j的connected_points屬性中刪除，將節(jié)點j從節(jié)點i的connected_points 屬性中刪除。
[0071] 被斷開連接的兩節(jié)點i和j所在的電氣島的信息被存儲在全連通矩陣的第i行及 第j行。因為兩節(jié)點在斷開前必在同一個電氣島M中，故只需從節(jié)點i或j中的任意一個 執(zhí)行1次BFS搜索即可。根據(jù)節(jié)點中存儲的connected_points屬性可以快速的遍歷到與 節(jié)點連通的所有節(jié)點。該次BFS所遍歷的點的集合被記為電氣島X，則與電氣島M中的節(jié)點 做比較，未遍歷到的點則為電氣島y，其中電氣島X U y = M。開關斷開時，原本連接在一起 的電氣島M可能解列為電氣島X和y。若此時節(jié)點i和j間仍存在通路，則X與y中的一個 為空集。將結果重寫入全連通矩陣L。
[0072] 具體操作如下：
[0073] 若開關與節(jié)點i和j連接，則從節(jié)點i開始執(zhí)行BFS搜索，查詢節(jié)點i的 connected_points屬性，并根據(jù)得到的點的connected_points屬性繼續(xù)向下層訪問。將訪 問到的點做標記，防止重復訪問相同的節(jié)點。則所有遍歷過的節(jié)點記為電氣島X，其可用含 η個元素的數(shù)組X表示，其中Xk= 1，k表示被包含在電氣島X中的節(jié)點的編號。在電氣島 M內(nèi)未被遍歷的節(jié)點被記為電氣島y，用含η個元素的數(shù)組Y表示。數(shù)組Y可通過將全連通 矩陣的第i行（η個元素）與數(shù)組Χ(η個元素）位于相同列的元素按位進行異或操作得到， 即Yg = Xg ? Lig(g取0~η)。則將全連通矩陣的第k行用數(shù)組X代替，k為所有使Xk = 1的k的取值。將全連通矩陣的第g行用Y代替，g為所有使Yg = 1的g的取值。此時得 到的新的鄰接矩陣和全連通矩陣即為開關斷開后的鄰接矩陣和全連通矩陣。
[0074] 如圖2中的Sl、S2、S3、S4、S5閉合已經(jīng)閉合，現(xiàn)開關S3進行斷開動作，則鄰接矩 陣C被修改為如下所示
[0076] 從節(jié)點3開始執(zhí)行BFS搜索得到數(shù)組X如下
[0077] 012345678
[0078] X = [0 I 0 1 0 I 0 0 0]
[0079] 數(shù)組Y中的元素 Yg = Xg十Lig
[0080] 012345678
[0081] X = [0 1 0 1 0 1 0 0 0]
[0