电力系统网络拓扑结构识别

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毕业设计(论文)题目：电力系统网络拓扑结构识别

学生姓名：学号：

学部（系）：机械与电气工程学部

专业年级：电气工程及其自动化

指导教师：职称或学位：教授

目录

摘要 (3)

ABSTRACT (4)

一绪论 (6)

1.1课题背景及意义 (6)

1.2研究现状 (6)

1.3本论文研究的主要工作 (7)

二电力系统网络拓扑结构 (7)

2.1电网拓扑模型 (7)

2.2拓扑模型的表达 (9)

2.3广义乘法与广义加法 (10)

2.4拓扑的传递性质 (11)

三矩阵方法在电力系统网络拓扑的应用 (13)

3.1网络拓扑的基本概念 (13)

3.1.1规定 (13)

3.1.2定义 (14)

3.1.3连通域的分离 (14)

3.2电网元件的等值方法 (15)

3.2.1厂站级两络拓扑 (15)

3.2.2元件级网络拓扑 (16)

3.3矩阵方法与传统方法的比较 (16)

四基于关联矩阵的网络拓扑结构识别方法研究 (17)

4.1关联矩阵 (17)

4.1.1算法 (17)

4.1.2定义 (17)

4.1.3算法基础 (18)

4.2拓扑识别 (19)

4.3主接线拓扑辨识原理 (20)

4.4算法的简化与加速 (24)

4.5流程图 (25)

4.5.1算法流程图 (25)

4.5.2节点编号的优化 (26)

4.5.3消去中间节点和开关支路 (26)

4.5.4算法的实现 (27)

4.6分布式拓扑辨识法 (27)

4.7举例和扩展 (28)

五全文总结 (29)

参考文献 (30)

致 (31)

摘要

电力系统拓扑分析是电力能量流(生产、传输、使用)流动过程中，对用于转换、保护、控制这一过程的元件(在电力系统分析中认为阻抗近似为0的元件)状态的分析，目的是形成便于电网分析与计算的模型，它界于EMS底层和高层之间。就调度自动化而言，底层信息(如SCADA)是拓扑分析的基础，高层应用(如状态估计、安全调度等[1])是拓扑分析的目的。可见，电力系统在实时运行中，这些元件的状态变化决定了运行方式的变化。如何依据厂站实时信息，快速、准确地跟踪这些变化，是实现电力系统调度自动化过程中基础而关键的工作[2]。拓扑分析在电力系统调度自动化中如此重要的地位，至少应该作到如下几点。

(1)拓扑分析的正确性：对任何情形下的运行方式，由元件状态的状况，针对各种电气接线关系，如单、双母线接线及旁路母线、3／2接线、角型接线等，均能

进行正确的处理，当然这必须在实时信息可靠前提下才能实现。

(2)拓扑分析的直观性：大规模电力系统的拓扑结构是复杂的，由此拓扑分析本身就是对这一复杂网络的简化，因此其结果的直观性就很重要。如元件状态(运行、停运)标识，不同电压等级的区分等。

(3)拓扑分析的实时性：由拓扑分析的目的可知，拓扑分析必须是快速的，必须满足对实时决策与控制的要求。

(4)拓扑分析的通用性：运行方式变，电网结构就变，也即拓扑结构变，由此在拓扑数据的存储、模型表达等诸多方面都应该考虑其开放性、可扩展性及可维护性等。

综上，电力系统网络拓扑分析的目的是明确的，同时也显现电力系统网络拓扑分析有一定的难度。

关键词：电力系统；关联矩阵；拓扑分析；网络

ABSTRACT

Power systems associated topology is the electrical energy, transport stream (production, use) flow, for conversion, protection and control the process component (the power systems in the analysis considered the impedance approximation to the components) state analysis, the aim is to facilitate analysis and calculation of the network model, and it bounded on the ems. The bottom and top. In the automation, information as the underlying (scada) topology is the basis of analyzing high applications,

such as state security (estimate, the waiting [1] topology is the purpose of analysis. therefore, the electricity system in real-time operation, these components of state changes to the run way. how the changes on plants stand real-time information, rapid and precise in following these changes is the power systems and automated schedulers the basis of the work [2]. Topology analysis in the electricity system in the deployment of automation is so important position, at least should be as follows.

(1) topology ：to any analysis of the validity of the operation, the elements of the state of the situation in the electrical wiring, such as a single, double buses wiring and other buses 3/2 connection, the type of operator, we correctly handled, of course this must be in a real-time basis of reliable information will be realized.

(2) topology analysis, visualization ： large-scale power systems of the associated topology structure are complex and the associated topology analysis is the complex network, the immediacy of the result is very important. if elements state (run, stopped) identity, the voltage between different levels, etc.

(3) topology analysis timely ： topology analysis by the end of the associated topology analysis must be quick; we must meet the real decisions and control.