配电网网架的分段合理性判断方法、装置及系统

摘要

本发明实施例公开了一种配电网网架的分段合理性判断方法、装置及系统，配电网网架的分段合理性判断方法包括：基于拓扑关系表，采用顺序查找算法确定变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段，以确定线路中各路段的变压器数量及用户数量；将线路中各路段的变压器数量与对应的预设变压器数量阈值进行比较，以及将各路段的用户数量与对应的预设用户数量阈值进行比较，当线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值时，确定线路分段不合理并发出提示信息。本发明实施例提供的技术方案，能够提高分段合理性判断的可靠性，以提高配电网网架的供电可靠性。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及网架监测技术，尤其涉及一种配电网网架的分段合理性判断方法、装置及系统。

背景技术

在电力系统中，配电网网架如10kV配电网网架规划是10kV配电网建设的基础和关键。配电网网架规划要以供电可靠性为基础，深入分析现状网架存在的问题如分段不合理等，结合用户用电需求，不断优化规划方案。因此，需要对配电网网架的分段合理性进行准确可靠地判断，以保证较好的供电效果。

目前，现有的配电网网架的分段合理性判断方法，通常需要人工辅助，人工识别线路的分段数、各支线用户数以及联络关系等重要信息，再根据既定规则分析网架是否存在问题，在此过程中如果人工识别的信息有误，可能会导致无法准确发现配电网网架的问题，影响判断的实时性和可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种配电网网架的分段合理性判断方法、装置及系统，以快速、准确地分析配电网网架线路结构存在的问题，提高配电网网架线路分段合理性判断的可靠性，从而提高配电网网架的供电可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种配电网网架的分段合理性判断方法，包括：

获取配电网网架的CIM文件数据；

根据CIM文件数据，生成配电网网架中各变电站连接线路的拓扑关系表；其中，拓扑关系表中包括各节点的连接关系信息以及各节点连接的设备信息；

基于拓扑关系表，采用顺序查找算法确定变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段，以确定线路中各路段的变压器数量及用户数量；

将线路中各路段的变压器数量与对应的预设变压器数量阈值进行比较，以及将各路段的用户数量与对应的预设用户数量阈值进行比较，当线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值时，确定线路分段不合理并发出提示信息。

可选的，根据CIM文件数据，生成配电网网架中各变电站连接线路的拓扑关系表，包括：

根据CIM文件数据，确定配电网网架中各变电站连接线路上的首个节点；其中，首个节点为变电站的出线开关靠近变电站侧的节点；

基于树表查找算法，以首个节点为起点查找变电站连接线路中的各节点，以确定各节点的连接关系并生成拓扑关系表。

可选的，基于拓扑关系表，采用顺序查找算法确定变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段，包括：

根据拓扑关系表，确定变电站连接线路中的联络开关；其中，联络开关为与至少两条线路关联的开关；

基于顺序查找算法，以联络开关为起点逐级倒序查找联络开关靠近变电站侧的节点，直至查找到变电站连接线路中的首个节点；其中，首个节点为变电站的出线开关靠近变电站侧的节点；

在联络开关靠近变电站侧的节点与首个节点之间的线路中查找关键节点，并对关键节点进行编号；其中，关键节点为线路中自动化开关设备两侧的节点，在联络开关靠近变电站侧的节点与首个节点之间的线路中的节点均为主线节点；

根据关键节点的编号确定线路中变压器对应的主线节点，以确定变压器所在线路和所在线路的路段。

可选的，确定线路中各路段的变压器数量及用户数量之后，包括：

基于确定的线路中各路段的变压器数量及用户数量，生成数据表格并显示和输出数据表格；其中，数据表格中包括线路中各路段的变压器数量及用户数量。

可选的，还包括：

将获取的CIM文件数据和生成的拓扑关系表存入数据库中。

可选的，CIM文件数据包括配电网网架中各变电站连接线路的数据以及连接线路上的节点数据和设备数据。

可选的，CIM文件数据为单线图CIM文件数据。

第二方面，本发明实施例还提供了一种配电网网架的分段合理性判断装置，包括：

数据获取模块，用于获取配电网网架的CIM文件数据；

表格生成模块，用于根据CIM文件数据，生成配电网网架中各变电站连接线路的拓扑关系表；其中，拓扑关系表中包括各节点的连接关系信息以及各节点连接的设备信息；

变压器及用户数量确定模块，用于基于拓扑关系表，采用顺序查找算法确定变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段，以确定线路中各路段的变压器数量及用户数量；

合理性确定模块，用于将线路中各路段的变压器数量与对应的预设变压器数量阈值进行比较，以及将各路段的用户数量与对应的预设用户数量阈值进行比较，当线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值时，确定线路分段不合理并发出提示信息。

第三方面，本发明实施例还提供了一种配电网网架的分段合理性判断系统，包括：逻辑运算器和显示模块；逻辑运算器与显示模块电连接，如第二方面所述的配电网网架的监测装置集成在逻辑运算器中。

可选的，配电网网架的分段合理性判断系统还包括数据导出模块，数据导出模块与逻辑运算器电连接，数据导出模块用于将逻辑运算器生成的数据表格导出。

本发明实施例提供的配电网网架的分段合理性判断方法、装置及系统，通过获取配电网网架的CIM文件数据，根据CIM文件数据，生成配电网网架中各变电站连接线路的拓扑关系表，从而基于拓扑关系表，采用顺序查找算法确定变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段，以确定线路中各路段的变压器数量及用户数量，并将线路中各路段的变压器数量与对应的预设变压器数量阈值进行比较，以及将各路段的用户数量与对应的预设用户数量阈值进行比较，当线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值时，确定线路分段不合理并发出提示信息。与现有的配电网网架的分段合理性判断方法相比，本发明实施例提供的配电网网架的分段合理性判断方法、装置及系统，根据CIM文件数据生成的线路拓扑关系表来确定线路中各路段的变压器数量及用户数量，并根据线路中各路段的变压器数量及用户数量自动确定线路分段是否合理，不需人工辅助，进而可以快速高效地确定配电网网架线路结构存在的问题，并且避免因人工收集信息有误造成的分段合理性判断错误，从而提高分段合理性判断的可靠性，以提高配电网网架的供电可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种配电网网架的分段合理性判断方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种配电网网架的分段合理性判断方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种配电网网架的分段合理性判断装置的结构框图；

图4是本发明实施例四提供的一种配电网网架的分段合理性判断系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种配电网网架的分段合理性判断方法的流程图，本实施例可适用于对配电网网架的分段合理性进行判断情况，该方法可以由配电网网架的分段合理性判断装置来执行，该装置可以集成在配电网网架的分段合理性判断系统中，该方法具体包括如下步骤：

步骤110、获取配电网网架的CIM文件数据。

其中，CIM文件数据包括配电网网架中各变电站连接线路的数据以及连接线路上的节点数据和设备数据，CIM文件数据可以是单线图CIM文件数据。CIM(公用信息模型，Common Information Model)是电力企业应用集成的重要工具，其定义了一种表达电力系统资源以及他们的属性和关系的统一语法和语义，包括公用类、属性、关系等，其类及对象是抽象的，可以用于许多应用，以及定义信息交换模型。CIM文件则是包含上述信息的文件。基于CIM文件可以全面地确定配电网网架线路结构存在的问题。CIM文件可以是GIS系统中的文件，GIS(生产管理综合信息系统，Geographic Information System)是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷等连接形成电力信息化的生产管理综合信息系统。配电网网架的分段合理性判断装置可通过自身设置的与GIS系统电连接的输入接口获取CIM文件数据，以根据CIM文件数据生成相应的拓扑关系表。

步骤120、根据CIM文件数据，生成配电网网架中各变电站连接线路的拓扑关系表。

其中，拓扑关系表中包括各节点的连接关系信息以及各节点连接的设备信息。配电网网架的分段合理性判断装置可根据CIM文件数据，查找变电站连接线路中的各节点，以确定各节点的连接关系并生成拓扑关系表。

另外，还可将获取的CIM文件数据和生成的拓扑关系表存入数据库，数据库可优选采用XML数据库。

步骤130、基于拓扑关系表，采用顺序查找算法确定变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段，以确定线路中各路段的变压器数量及用户数量。

具体的，可根据拓扑关系表，确定变电站连接线路中的联络开关，联络开关为与至少两条线路关联的开关，与至少两条线路关联的开关可以是开关一端的节点所在线路与该开关另一端的节点所在线路不同的开关。在联络开关靠近变电站侧的节点与变电站的出线开关靠近变电站侧的节点之间的线路中查找关键节点(线路中自动化开关设备两侧的节点)，并对关键节点进行编号，并根据关键节点的编号确定线路中变压器对应的主线节点(在联络开关靠近变电站侧的节点与首个节点之间的线路中的节点均为主线节点)，以确定变压器所在线路和所在线路的路段，从而确定线路中各路段的变压器数量及用户数量。

步骤140、将线路中各路段的变压器数量与对应的预设变压器数量阈值进行比较，以及将各路段的用户数量与对应的预设用户数量阈值进行比较，当线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值时，确定线路分段不合理并发出提示信息。

具体的，若确定线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值，则表示该线路分段不合理，此时可确定线路分段不合理并发出该线路分段不合理的提示信息，以提示相关工作人员及时采取相应措施。

需要说明的是，预设变压器数量阈值和预设用户数量阈值的具体数值可根据实际情况具体设定，不同路段的预设变压器数量阈值和预设用户数量阈值的具体数值可以不同，在此不做限定。

本实施例提供的配电网网架的分段合理性判断方法，根据获取的CIM文件数据，生成配电网网架中各变电站连接线路的拓扑关系表，从而基于拓扑关系表，采用顺序查找算法确定变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段，以确定线路中各路段的变压器数量及用户数量，并将线路中各路段的变压器数量与对应的预设变压器数量阈值进行比较，以及将各路段的用户数量与对应的预设用户数量阈值进行比较，当线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值时，确定线路分段不合理并发出提示信息。与现有的配电网网架的分段合理性判断方法相比，本实施例提供的配电网网架的分段合理性判断方法，根据CIM文件数据生成的线路拓扑关系表来确定线路中各路段的变压器数量及用户数量，并根据线路中各路段的变压器数量及用户数量自动确定线路分段是否合理，不需人工辅助，进而可以快速高效地确定配电网网架线路结构存在的问题，并且避免因人工收集信息有误造成的分段合理性判断错误，从而提高分段合理性判断的可靠性，以提高配电网网架的供电可靠性。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种配电网网架的分段合理性判断方法的流程图，本实施例可适用于对配电网网架的分段合理性进行判断情况，该方法可以由配电网网架的分段合理性判断装置来执行，该装置可以集成在配电网网架的分段合理性判断系统中，该方法具体包括如下步骤：

步骤210、获取配电网网架的CIM文件数据；该步骤210与上述实施例中步骤110过程相同，在此不再赘述。

步骤220、根据CIM文件数据，确定配电网网架中各变电站连接线路上的首个节点。

其中，首个节点为变电站的出线开关靠近变电站侧的节点。可根据线路中各节点的不同特征字段确定节点的类型，节点的类型包括首个节点、父节点、子节点、主线节点、非主线节点、末端节点、关键节点、以及非关键节点等类型。通过特征字段搜索变电站的出线开关，获取出线开关的ID，在出线开关ID的目下通过特征字段找到出线开关的前端节点，则该节点即为首个节点。确定首个节点的具体过程如下：通过搜索字段，将结果确定为变电站的出线开关，获取出线开关ID为“变电站开关ID”(实际的变电站出线开关不同，编码也不同)。在目下，找到，则变电站出线开关的前端节点的ID为“#NODE_节点ID”，该节点即为变电站连接线路上的首个节点。

步骤230、基于树表查找算法，以首个节点为起点查找变电站连接线路中的各节点，以确定各节点的连接关系并生成拓扑关系表。

具体的，以作为设备的前端节点，作为设备的后端节点，找到两者目下字段，得出设备前端及后端节点ID。根据设备前端节点及后端节点的连接关系即可解析出拓扑关系，以此在首个节点开始查找，得到变电站连接线路中的各节点的拓扑关系并生成拓扑关系表，拓扑关系表包括但不限于设备的前端节点、后端节点、以及其连接设备两侧节点等各节点的连接关系。

步骤240、根据拓扑关系表，确定变电站连接线路中的联络开关。

其中，联络开关为与至少两条线路关联的开关，与至少两条线路关联的开关可以是开关一端的节点所在线路与该开关另一端的节点所在线路不同的开关。如查找“true”及“1”字段，将目下同时存在以上字段的设备确定为联络开关。

步骤250、基于顺序查找算法，以联络开关为起点逐级倒序查找联络开关靠近变电站侧的节点，直至查找到变电站连接线路中的首个节点。

其中，首个节点为变电站的出线开关靠近变电站侧的节点。以联络开关为起点逐级倒序查找联络开关的前端节点即联络开关靠近变电站侧的节点，直至查找到变电站连接线路中的首个节点，则此路径下的全部节点均可标注为主线节点，主线节点组成主线，主线节点外的其余节点为非主线节点。

步骤260、在联络开关靠近变电站侧的节点与首个节点之间的线路中查找关键节点，并对关键节点进行编号。

其中，关键节点为线路中自动化开关设备两侧的节点，可在主线上查找关键节点，如在主线上查找“”字段，设备种类为非“Breaker”或“LoadBreakSwitch”，则确定设备两侧节点为关键节点。CIM文件中定义的设备种类可包括“Breaker”和“LoadBreakSwitch”，通过查找相应字段确定设备种类。以关键节点倒序排列进行分段编号，即根据关键节点到变电站的距离由远及近进行分段编号，具体编号可以是1、2、3、4...N等。

步骤270、根据关键节点的编号确定线路中变压器对应的主线节点，以确定变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段。

其中，在联络开关靠近变电站侧的节点与首个节点之间的线路中的节点均为主线节点。可查找“primary”及“

步骤280、基于变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段，确定线路中各路段的变压器数量及用户数量。

具体的，当确定变电站连接线路中各变压器所在线路和所在线路的路段时，即可将某一路段中的变压器之和作为该路段的变压器数量，相应的将某一路段中的变压器对应的用户数之和作为该路段的用户数量。

步骤290、将线路中各路段的变压器数量与对应的预设变压器数量阈值进行比较，以及将各路段的用户数量与对应的预设用户数量阈值进行比较，当线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值时，确定线路分段不合理并发出提示信息。

具体的，若确定线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值，则表示该线路分段不合理，此时可确定线路分段不合理并发出该线路分段不合理的提示信息，以提示相关工作人员及时采取相应措施。

需要说明的是，预设变压器数量阈值和预设用户数量阈值的具体数值可根据实际情况具体设定，不同路段的预设变压器数量阈值和预设用户数量阈值的具体数值可以不同，在此不做限定。

步骤291、基于确定的线路中各路段的变压器数量及用户数量，生成数据表格并显示和输出数据表格。

其中，数据表格中包括线路中各路段的变压器数量及用户数量，以及不合理路段，其中对于线路中超过对应的预设变压器数量阈值的变压器数量和超过对应的预设用户数量阈值的用户数量均可用不同字体或颜色等方式进行标注，将数据表格进行显示，便于相关工作人员对各路段的变压器数量及用户数量进行直观观测，从而使工作人员了解各路段的情况。通过输出数据表格，可使相关人员根据实际需求提取不同的数据，充分满足规划人员需求；数据表格中的数据还可用于线路自动化分段数计算以及自动化分段用户数计算等，扩展应用范围广。

本实施例提供的配电网网架的分段合理性判断方法，根据获取的CIM文件数据，生成配电网网架中各变电站连接线路的拓扑关系表，从而基于拓扑关系表，确定变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段，以确定线路中各路段的变压器数量及用户数量，并将线路中各路段的变压器数量与对应的预设变压器数量阈值进行比较，以及将各路段的用户数量与对应的预设用户数量阈值进行比较，当线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值时，确定线路分段不合理并发出提示信息，基于确定的线路中各路段的变压器数量及用户数量，生成数据表格并显示和输出数据表格。与现有的配电网网架的分段合理性判断方法相比，本实施例提供的配电网网架的分段合理性判断方法，根据CIM文件数据生成的线路拓扑关系表来确定线路中各路段的变压器数量及用户数量，并根据线路中各路段的变压器数量及用户数量自动确定线路分段是否合理，不需人工辅助，进而可以快速高效地确定配电网网架线路结构存在的问题，并且避免因人工收集信息有误造成的分段合理性判断错误，从而提高分段合理性判断的可靠性，以提高配电网网架的供电可靠性；并且不需人工读取判断繁琐的数据信息，将数据信息通过直观的表格形式显示出来，大大减少了规划人员工作量，可自动分析出网架不合理的线路，实现了质量和效率的同步提升；由于GIS用户可不断更新输入数据，仅需获取最新CIM文件，对最新的CIM文件数据进行运算之后存储于数据库中，数据更新快捷；通过输出数据表格，可使相关人员根据实际需求提取不同的数据，充分满足规划人员需求；数据表格中的数据还可用于线路自动化分段数计算以及自动化分段用户数计算等，扩展应用范围广。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种配电网网架的分段合理性判断装置的结构框图，该装置包括数据获取模块310、表格生成模块320、变压器及用户数量确定模块330和合理性确定模块340；其中，数据获取模块310用于获取配电网网架的CIM文件数据；表格生成模块320用于根据CIM文件数据，生成配电网网架中各变电站连接线路的拓扑关系表；其中，拓扑关系表中包括各节点的连接关系信息以及各节点连接的设备信息；变压器及用户数量确定模块330用于基于拓扑关系表，采用顺序查找算法确定变电站连接线路中变压器所在线路和所在线路的路段，以确定线路中各路段的变压器数量及用户数量；合理性确定模块340用于将线路中各路段的变压器数量与对应的预设变压器数量阈值进行比较，以及将各路段的用户数量与对应的预设用户数量阈值进行比较，当线路中任一路段的变压器数量超过对应的预设变压器数量阈值和/或线路中任一路段的用户数量超过对应的预设用户数量阈值时，确定线路分段不合理并发出提示信息。

在上述实施方式的基础上，表格生成模块320包括节点确定单元和表格生成单元；节点确定单元用于根据CIM文件数据，确定配电网网架中各变电站连接线路上的首个节点；其中，首个节点为变电站的出线开关靠近变电站侧的节点；表格生成单元用于基于树表查找算法，以首个节点为起点查找变电站连接线路中的各节点，以确定各节点的连接关系并生成拓扑关系表。

优选的，变压器及用户数量确定模块330包括开关确定单元、节点查找单元、节点编号单元和路段确定单元；开关确定单元用于根据拓扑关系表，确定变电站连接线路中的联络开关；其中，联络开关为与至少两条线路关联的开关；节点查找单元用于基于顺序查找算法，以联络开关为起点逐级倒序查找联络开关靠近变电站侧的节点，直至查找到变电站连接线路中的首个节点；其中，首个节点为变电站的出线开关靠近变电站侧的节点；节点编号单元用于在联络开关靠近变电站侧的节点与首个节点之间的线路中查找关键节点，并对关键节点进行编号；其中，关键节点为线路中自动化开关设备两侧的节点，在联络开关靠近变电站侧的节点与首个节点之间的线路中的节点均为主线节点；路段确定单元用于根据关键节点的编号确定线路中变压器对应的主线节点，以确定变压器所在线路和所在线路的路段。

在一种实施方式中，上述配电网网架的分段合理性判断装置还包括数据生成模块，用于基于确定的线路中各路段的变压器数量及用户数量，生成数据表格并显示和输出数据表格；其中，数据表格中包括线路中各路段的变压器数量及用户数量。

优选的，上述配电网网架的分段合理性判断装置还包括表格存储模块，用于将获取的CIM文件数据和生成的拓扑关系表存入数据库中。

本实施例提供的配电网网架的分段合理性判断装置与本发明任意实施例提供的配电网网架的分段合理性判断方法属于相同的发明构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的配电网网架的分段合理性判断方法。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种配电网网架的分段合理性判断系统的结构框图，该系统包括：逻辑运算器10和显示模块20；逻辑运算器10与显示模块20电连接，如上述任一实施例所述的配电网网架的监测装置30集成在逻辑运算器10中。

其中，集成在逻辑运算器10中的配电网网架的监测装置30可通过数据获取模块、表格生成模块、变压器及用户数量确定模块和合理性确定模块，实现对配电网网架的分段合理性判断，显示模块20可用于对逻辑运算器10生成的数据表格进行显示，数据表格中包括线路中各路段的变压器数量及用户数量，以及不合理路段，通过显示数据表格可便于相关工作人员对各路段的变压器数量及用户数量进行直观观测，了解各路段的情况。

可选的，配电网网架的分段合理性判断系统还包括数据导出模块40，数据导出模块40与逻辑运算器10电连接，数据导出模块40用于将逻辑运算器10生成的数据表格导出。

具体的，数据表格中包括线路中各路段的变压器数量及用户数量，以及不合理路段，数据导出模块40可使相关人员根据实际需求提取不同的数据，充分满足规划人员需求；数据导出后可根据实际需求用于线路自动化分段数计算以及自动化分段用户数计算等，扩展应用范围广。

本实施例提供的配电网网架的分段合理性判断系统与本发明任意实施例提供的配电网网架的分段合理性判断方法属于相同的发明构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的配电网网架的分段合理性判断方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。