一種基于孤島搜索的電力系統(tǒng)拓?fù)浞謱幼R(shí)別方法

，， ，， (.國網(wǎng)四省電力公司電力科學(xué)研究院，四 成都 6004；.國網(wǎng)四省電力公司，四 成都 6004)

0 引 言

電力系統(tǒng)拓?fù)渥詣?dòng)識(shí)別是電力系統(tǒng)拓?fù)渥詣?dòng)布局、自動(dòng)可視化建模等工作的重要基礎(chǔ)，也是機(jī)電-電磁暫態(tài)仿真數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵技術(shù)之一。相關(guān)文獻(xiàn)[1-6]從不同的應(yīng)用層面與角度對(duì)電力系統(tǒng)拓?fù)渥R(shí)別方法進(jìn)行了深入的研究，現(xiàn)有方法主要包括圖論搜索法、鄰接矩陣法與兩者的結(jié)合算法。文獻(xiàn)[1]提出一種新的LU矩陣分解算法。然而這些方法均是根據(jù)隱含電網(wǎng)全拓?fù)湫畔⒌泥徑泳仃嚮蚬?jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)矩陣直接進(jìn)行拓?fù)浞治?，并未區(qū)分站內(nèi)拓?fù)浜驼鹃g拓?fù)?，不能滿足電磁暫態(tài)模塊化建模的需求。而目前國內(nèi)實(shí)際電網(wǎng)維護(hù)的主流仿真數(shù)據(jù)(如PSASP、BPA、PSDB數(shù)據(jù)等)中，為模擬變電站內(nèi)部接線(如3/2接線、雙母線接線、三繞組變壓器等)，往往存在數(shù)量龐多的短接線及站內(nèi)節(jié)點(diǎn)，這使得數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)規(guī)模急劇增大。一個(gè)中等規(guī)模的省級(jí)主網(wǎng)(220 kV及以上)節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)1 500～2 000個(gè)。若直接進(jìn)行拓?fù)渥R(shí)別，將使得拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜交織，難以清晰布局，且無法區(qū)分站間連接和站內(nèi)連接。在進(jìn)行機(jī)電-電磁暫態(tài)仿真數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)化時(shí)，也無法利用主流電磁暫態(tài)仿真軟件(PSCAD/EMTDC、EMTP、HYPERSIM等)的模塊化建模功能，極大影響計(jì)算和分析速度。

針對(duì)上述問題，提出一種電力系統(tǒng)拓?fù)浞謱幼R(shí)別的方法，基于電網(wǎng)潮流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)文件的解構(gòu)分析，并利用圖論搜索的方法，將全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)聚類為若干廠站站點(diǎn)，進(jìn)而分層次給出廠站站點(diǎn)之間和站內(nèi)元件之間的拓?fù)溥B接關(guān)系。下面首先給出一種基于圖論的孤島搜索方法，在此基礎(chǔ)上提出基于孤島搜索的電力系統(tǒng)拓?fù)浞謱幼R(shí)別方法，最后分別用36節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和某省實(shí)際電網(wǎng)數(shù)據(jù)對(duì)所提算法進(jìn)行測(cè)試和分析。

1 基于圖論的孤島搜索方法

基于圖論的孤島搜索方法是所提算法的核心模塊，先以圖1的簡(jiǎn)單圖例說明該方法。

如圖1(a)所示，圖GA是1個(gè)具有8個(gè)節(jié)點(diǎn)、7條支路的連通圖，若移走其中支路(2)和支路(3)，如圖1(b)所示，原圖將解列成3個(gè)互不相通的獨(dú)立部分，即形成3個(gè)孤島，稱其為圖GB。

圖1 簡(jiǎn)單圖形成孤島示意

對(duì)圖GB中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遍歷搜索，即可獲得每個(gè)孤島所包含的節(jié)點(diǎn)成員。圖GB的鄰接矩陣B如下所示：

根據(jù)鄰接矩陣B，從節(jié)點(diǎn)1開始，依次遍歷搜索每一個(gè)節(jié)點(diǎn)至圖中其他7個(gè)節(jié)點(diǎn)全部可能的連通路徑。搜索步驟如下：

1)初始待搜索節(jié)點(diǎn)表置為{1,2,3,4,5,6,7,8}。

2)對(duì)節(jié)點(diǎn)1進(jìn)行遍歷搜索。搜索發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)1僅通過路徑“1-2”與圖內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)連通，故路徑中相異節(jié)點(diǎn){1,2}構(gòu)成孤島1。

3)待搜索節(jié)點(diǎn)表中刪除孤島1的成員節(jié)點(diǎn)，更新為{3,4,5,6,7,8}。

4)對(duì)節(jié)點(diǎn)3進(jìn)行遍歷搜索。搜索發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)3不與圖內(nèi)其他任意節(jié)點(diǎn)連通，為孤立節(jié)點(diǎn)，其本身{3}構(gòu)成孤島2。

5)待搜索節(jié)點(diǎn)表中繼續(xù)刪除孤島2的成員節(jié)點(diǎn)，更新為{4,5,6,7,8}。

6)對(duì)節(jié)點(diǎn)4進(jìn)行遍歷搜索。搜索發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)4與圖內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)之間存在以下4條可能路徑：“4-5”、“4-5-6”、“4-5-6-7”、“4-8”，由于可能路徑上的所有節(jié)點(diǎn)均相互連通，故取4條路徑上所有相異節(jié)點(diǎn){4,5,6,7,8}構(gòu)成孤島3。

7)待搜索節(jié)點(diǎn)表中繼續(xù)刪除孤島3的成員節(jié)點(diǎn)，待搜索節(jié)點(diǎn)清空，搜索結(jié)束。

可見，對(duì)于圖1中的簡(jiǎn)單圖GB，通過對(duì)節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)4的遍歷搜索，即可生成圖中所有孤島集合的成員信息。對(duì)于含任意多孤島及環(huán)網(wǎng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)圖，節(jié)點(diǎn)路徑的遍歷搜索可用深度優(yōu)先搜索(depth-first search，DFS)的方法完成，DFS的具體方法實(shí)現(xiàn)參見文獻(xiàn)[7]，此處不再贅述。根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)搜索規(guī)模大且孤島內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)存在上限的特點(diǎn)，通過對(duì)常規(guī)DFS算法設(shè)置適當(dāng)?shù)穆窂介L(zhǎng)度上限值來限制路徑搜索的長(zhǎng)度，以避免搜索陷入深度無限，提高搜索效率。

2 基于孤島搜索的拓?fù)浞謱幼R(shí)別方法

在第1節(jié)基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)特征，給出基于孤島搜索的拓?fù)浞謱幼R(shí)別方法原理及實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

一般地，電網(wǎng)潮流計(jì)算數(shù)據(jù)確定的拓?fù)浔举|(zhì)上是包含了電網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系的單層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，稱其為全拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，表征全拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的支路表稱為全拓?fù)渲繁?。若忽略潮流方向，全拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可抽象為一個(gè)僅含節(jié)點(diǎn)和支路的無向圖，其中節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)電氣母線，支路對(duì)應(yīng)交流線、短接線、變壓器、串(并)聯(lián)電容(抗)器等電氣元件。正常情況下，由于潮流在全網(wǎng)中按物理特征自然分布，全拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的圖是連通的。電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分層識(shí)別，即是從全拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中挖掘信息，實(shí)現(xiàn)廠站站點(diǎn)的自動(dòng)辨識(shí)，并在此基礎(chǔ)上同時(shí)完成廠站站點(diǎn)之間和廠站內(nèi)部接線兩個(gè)層次的拓?fù)渥R(shí)別。

由于實(shí)際廠站站點(diǎn)之間一般均通過輸電線路相連，故可將輸電線路視為站間設(shè)備，而短接線及其他電氣元件均視為站內(nèi)設(shè)備。若能從全拓?fù)渲繁碇泻Y選出站間支路(輸電線路)并將其移除(移除支路、保留節(jié)點(diǎn))，則原來連通的拓?fù)鋱D就變成了若干孤立的子圖，這些子圖是由單節(jié)點(diǎn)或由若干節(jié)點(diǎn)-支路構(gòu)成的孤島，稱其為孤島結(jié)構(gòu)圖。顯然，一個(gè)孤島就對(duì)應(yīng)一個(gè)廠站站點(diǎn)，其中單節(jié)點(diǎn)孤島對(duì)應(yīng)單母線站點(diǎn)，這類站點(diǎn)是因原始數(shù)據(jù)未對(duì)站內(nèi)拓?fù)湓敿?xì)建模而存在；而多節(jié)點(diǎn)-支路孤島對(duì)應(yīng)多母線站點(diǎn)，站點(diǎn)內(nèi)存在短接線、變壓器、低壓電抗(容)器等元件連接形成的站內(nèi)拓?fù)洹?/p>

利用第1節(jié)給出的圖論搜索方法對(duì)孤島結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行遍歷搜索，可搜索出圖中所有的孤島(站點(diǎn))及每個(gè)孤島(站點(diǎn))內(nèi)的成員節(jié)點(diǎn)，從而將全拓?fù)渲械乃泄?jié)點(diǎn)映射到特定的廠站站點(diǎn)，形成節(jié)點(diǎn)-站點(diǎn)對(duì)應(yīng)表，實(shí)現(xiàn)廠站站點(diǎn)搜索及全拓?fù)涔?jié)點(diǎn)聚類；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)節(jié)點(diǎn)聚類結(jié)果，將全拓?fù)渲繁碇械乃泄?jié)點(diǎn)名替換為站點(diǎn)名并刪除兩側(cè)站點(diǎn)名相同的支路，即可形成表示站點(diǎn)之間連接關(guān)系的鄰接矩陣exA，從而完成站間拓?fù)渥R(shí)別。

對(duì)于站內(nèi)拓?fù)?，由于站?nèi)元件種類較多，要完整描述站內(nèi)接線，除需給出節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系以外，還需判別每條支路代表的元件類型，故需要利用拓?fù)渌阉骷爸奉愋徒馕鲂纬珊奉愋偷泥徑泳仃噄nA，以此對(duì)站內(nèi)拓?fù)溥M(jìn)行完整描述。

以上是算法的核心思想，下面從潮流數(shù)據(jù)解構(gòu)分析、廠站站點(diǎn)搜索及站間拓?fù)渥R(shí)別、廠站站內(nèi)拓?fù)渥R(shí)別與描述3個(gè)方面給出算法的具體實(shí)現(xiàn)步驟。

2.1 潮流數(shù)據(jù)的解構(gòu)分析

潮流數(shù)據(jù)的解構(gòu)分析是所提算法的基礎(chǔ)，其目的是從仿真數(shù)據(jù)中得到全拓?fù)渲繁?，并根?jù)支路特征信息(如支路阻抗)判別每條支路的元件屬性。實(shí)際仿真數(shù)據(jù)中，為方便數(shù)據(jù)管理，全拓?fù)湫畔⑼稚⒃诓煌臄?shù)據(jù)表中。以電力系統(tǒng)仿真綜合程序(PSASP Version 7.21)為例，要構(gòu)造基于潮流的全拓?fù)渲繁恚杵春铣绷鲾?shù)據(jù)中的“交流線數(shù)據(jù)表”“變壓器數(shù)據(jù)表”“直流線數(shù)據(jù)表”等數(shù)據(jù)表的節(jié)點(diǎn)-支路關(guān)聯(lián)信息。如圖2所示，取上述3個(gè)數(shù)據(jù)表中支路的有效標(biāo)志(Valid)、i側(cè)節(jié)點(diǎn)名(iNode)、j側(cè)節(jié)點(diǎn)名(jNode)、支路編號(hào)(brnNum),即可構(gòu)造完整的全拓?fù)渲繁?，若在支路表中增加關(guān)鍵詞“支路類型(Type)”，即形成帶類型標(biāo)記的全拓?fù)渲繁怼?/p>

圖2 帶類型標(biāo)記的全拓?fù)渲繁斫Y(jié)構(gòu)

標(biāo)記全拓?fù)渲繁碇忻織l支路的類型可通過對(duì)原始數(shù)據(jù)表的解構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。直流線數(shù)據(jù)表中僅含直流輸電線路，其中的支路可全部標(biāo)記為直流線(Dcline)；變壓器數(shù)據(jù)表中含有兩繞組變壓器支路和三繞組變壓器支路兩類，可根據(jù)同一變壓器的支路數(shù)來標(biāo)記兩繞組變壓器支路(Tw2)和三繞組變壓器支路(Tw3)；而交流線數(shù)據(jù)表則可能含交流輸電線、短接線、高壓并聯(lián)電抗器、高壓并聯(lián)電容器(換流站交流濾波器)、低壓并聯(lián)電容器、低壓并聯(lián)電抗器、高壓串聯(lián)電容器(串補(bǔ))、高壓串聯(lián)電抗器(串抗)等多種元件，需充分利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不同元件的建模特點(diǎn)及支路特征信息，對(duì)數(shù)據(jù)表進(jìn)行解構(gòu)。仍以PSASP數(shù)據(jù)為例，給出一組交流線數(shù)據(jù)表解構(gòu)原則：

1)若iNode=jNode，則初步判定為并聯(lián)補(bǔ)償裝置，可進(jìn)一步根據(jù)阻抗值的正負(fù)及關(guān)聯(lián)母線電壓等級(jí)來判定其是容性還是感性，是高壓還是低壓；

2)若iNode≠jNode，則初步判定為交流輸電線路或串聯(lián)電容、串聯(lián)電抗器，可通過線路阻抗參數(shù)的大小和正負(fù)來做進(jìn)一步判斷。

通過潮流數(shù)據(jù)的解構(gòu)分析獲得的帶類型標(biāo)記的全拓?fù)渲繁恚呛罄m(xù)站點(diǎn)搜索及拓?fù)渥R(shí)別的重要結(jié)構(gòu)。根據(jù)該表，易得描述全拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的鄰接矩陣allA。

2.2 廠站站點(diǎn)搜索及站間拓?fù)渥R(shí)別

如圖3所示，從帶類型標(biāo)記的全拓?fù)渲繁碇袆h除所有交流輸電線路及直流輸電線路支路(站間設(shè)備)，即得到孤島支路表。

孤島支路表去除了拓?fù)渲械恼鹃g聯(lián)系，僅保留多母線站點(diǎn)的站內(nèi)節(jié)點(diǎn)和支路，可根據(jù)孤島支路表形成鄰接矩陣，利用圖論搜索算法求取圖中孤島，從而獲得多母線站點(diǎn)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。如站點(diǎn)內(nèi)部存在發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，則站點(diǎn)判定為發(fā)電廠，否則為變電站。而由于刪除站間支路的同時(shí)也刪除了支路兩端的節(jié)點(diǎn)，孤島結(jié)構(gòu)圖中的孤立節(jié)點(diǎn)也隨之刪除，因此單母線站點(diǎn)需另行給出。顯然，在全拓?fù)渲繁碇写嬖诙诠聧u支路表中不存在的節(jié)點(diǎn)，即為單母線站點(diǎn)。

圖4 站點(diǎn)信息表及節(jié)點(diǎn)-站點(diǎn)對(duì)應(yīng)表

完成所有站點(diǎn)信息的搜索后，根據(jù)特定規(guī)則對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)命名，即可形成如圖4(a)所示的站點(diǎn)信息表和圖4(b)所示的節(jié)點(diǎn)-站點(diǎn)對(duì)應(yīng)表。其中，站點(diǎn)信息表給出了所有站點(diǎn)的站點(diǎn)名、最高電壓等級(jí)、站點(diǎn)類型、站點(diǎn)編號(hào)及站內(nèi)節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)-站點(diǎn)對(duì)應(yīng)表給出了每一個(gè)原始節(jié)點(diǎn)與站點(diǎn)的映射關(guān)系。

查詢節(jié)點(diǎn)-站點(diǎn)對(duì)應(yīng)表，將全拓?fù)渲繁碇兴泄?jié)點(diǎn)名替換為站點(diǎn)名，并刪除兩側(cè)站點(diǎn)名相同的支路，即可形成站間拓?fù)渲繁恚鶕?jù)站間拓?fù)渲繁砜芍苯荧@得表示站點(diǎn)之間連接關(guān)系的鄰接矩陣exA。

(1)

式中：n為節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j相連線路的回?cái)?shù)；i∈j表示節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j相連；i?j表示節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j不相連。

2.3 廠站站內(nèi)拓?fù)渥R(shí)別與描述

廠站站點(diǎn)搜索可給出每個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部的成員節(jié)點(diǎn)，而站內(nèi)元件類型及其連接拓?fù)湫枰ㄟ^站內(nèi)拓?fù)渥R(shí)別獲得。帶標(biāo)記的全拓?fù)渲繁碇幸呀?jīng)給出每條支路的元件類型，對(duì)于多母線站點(diǎn)，直接從全拓?fù)渲繁碇泻Y選出兩側(cè)節(jié)點(diǎn)均為站內(nèi)節(jié)點(diǎn)的支路，即可形成帶標(biāo)記的站內(nèi)拓?fù)渲繁?。若需?jiǎn)化短接線，則將需簡(jiǎn)化的短接線刪除，同時(shí)支路表中出現(xiàn)的短接線節(jié)點(diǎn)用與其相連的主母線節(jié)點(diǎn)替換。

另外，發(fā)電機(jī)和負(fù)荷也是站內(nèi)拓?fù)涞囊徊糠?，由于其均掛接在?jié)點(diǎn)上，故站內(nèi)拓?fù)渥R(shí)別還需遍歷查詢站內(nèi)節(jié)點(diǎn)是否在發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)表和負(fù)荷數(shù)據(jù)表中存在，以判斷站內(nèi)是否存在發(fā)電機(jī)和負(fù)荷元件。

根據(jù)帶標(biāo)記的站內(nèi)支路子表及發(fā)電機(jī)和負(fù)荷查詢結(jié)果，可形成包含元件類別和回?cái)?shù)的站內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的鄰接矩陣inA，矩陣的非對(duì)角元素表征節(jié)點(diǎn)間支路回?cái)?shù)及支路類別：

(2)

式中，k=1～10，分別對(duì)應(yīng)短接線支路、兩繞組變壓器支路、三繞組變壓器支路、交流輸電線支路、串聯(lián)電容器支路、串聯(lián)電抗器支路、并聯(lián)高壓電抗器支路、并聯(lián)高壓電容器支路、并聯(lián)低壓電抗器支路、并聯(lián)高壓電抗器支路。

矩陣的對(duì)角元素表征發(fā)電機(jī)或等效負(fù)荷掛接情況及個(gè)數(shù)。

(3)

式中，m為掛接在節(jié)點(diǎn)i上的發(fā)電機(jī)或等效負(fù)荷個(gè)數(shù)。若母線掛接發(fā)電機(jī)，則相應(yīng)對(duì)角元素為負(fù)，若掛接負(fù)荷，則反之。

2.4 算法流程圖

所提算法的總體流程如圖5所示。

3 算例分析

3.1 36節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)算例

圖5 基于孤島搜索的電力系統(tǒng)分層識(shí)別算法流程

采用中國電科院CEPRI 36節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)對(duì)所提算法進(jìn)行測(cè)試。算例單線圖(即單層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))如圖6所示。 由圖6可知，該系統(tǒng)共有36個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)8個(gè)，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)10個(gè)，聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)18個(gè)；節(jié)點(diǎn)間支路43條，其中交流輸電線18條，短接線8條，變壓器支路16條，直流輸電線1條。此外，系統(tǒng)中配置有6個(gè)并聯(lián)補(bǔ)償裝置。

圖6 CEPRI 36 節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)單線圖

利用所提分算法對(duì)源數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索分析，可將36節(jié)點(diǎn)聚類到11個(gè)廠站站點(diǎn)，搜索出的站間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 所提算法得出的廠站站間拓?fù)鋱D

由站點(diǎn)信息表可知，該測(cè)試系統(tǒng)含3個(gè)單母線站點(diǎn)，其余8個(gè)均為多母線站點(diǎn)，其中站內(nèi)母線最多的為站點(diǎn)G_B500。根據(jù)搜索結(jié)果可知，該站點(diǎn)為1個(gè)發(fā)電廠，站內(nèi)含有7個(gè)節(jié)點(diǎn)，其內(nèi)部接線如圖8所示。將分層拓?fù)鋱D7、圖8與原始拓?fù)鋱D6進(jìn)行對(duì)比，容易驗(yàn)證算法結(jié)果的正確性。

圖8 所提算法得出的站點(diǎn)G_B500站點(diǎn)站內(nèi)拓?fù)鋱D

3.2 某實(shí)際省級(jí)主網(wǎng)算例

為測(cè)試算法的通用性，將所提算法應(yīng)用于某實(shí)際省級(jí)電網(wǎng)。該省級(jí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)為PASAP格式，涵蓋全省220 kV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)模型。取豐大典型潮流方式，原始數(shù)據(jù)共有2 867個(gè)有效節(jié)點(diǎn)，其中含發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)529個(gè)，等效負(fù)荷節(jié)點(diǎn)322個(gè)；全拓?fù)渲? 342條，其中交流線支路(含交流輸電線、短接線等)2 105條，變壓器支路2 237條。

利用所提算法可快速搜索出站點(diǎn)信息表，經(jīng)過拓?fù)浞謱幼R(shí)別，可將原2 867個(gè)節(jié)點(diǎn)聚類至533個(gè)站點(diǎn)，其中500 kV變電站52座、上網(wǎng)電廠27座，220 kV變電站286座、上網(wǎng)電廠168座，如表1所示。

表1 某實(shí)際省級(jí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)站點(diǎn)搜索結(jié)果

同樣，由搜索出的站點(diǎn)信息表可獲知每個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部的成員節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)站點(diǎn)內(nèi)的成員節(jié)點(diǎn)數(shù)，可做出如圖9所示的站內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)分布圖。

圖9 某實(shí)際省級(jí)主網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)中站內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)分布

由圖9可知，該省電網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)中，站內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)大多分布在5～20之間，節(jié)點(diǎn)數(shù)最多的站點(diǎn)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)數(shù)多達(dá)27個(gè)。在基于該仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行電磁暫態(tài)自動(dòng)建模時(shí)，采取所提分層拓?fù)渥R(shí)別方法可將上層拓?fù)錁O大簡(jiǎn)化，從而避免傳統(tǒng)單層拓?fù)渥R(shí)別造成布局錯(cuò)綜交織的弊端。測(cè)試說明，所提算法處理實(shí)際省級(jí)規(guī)模電網(wǎng)數(shù)據(jù)可取得較好效果。

4 結(jié) 語

從電力系統(tǒng)自動(dòng)拓?fù)渖杉翱梢暬５葘?shí)際需求出發(fā)，針對(duì)現(xiàn)有拓?fù)渥R(shí)別方法不能區(qū)分站內(nèi)拓?fù)浜驼鹃g拓?fù)涞牟蛔?，提出一種基于孤島搜索的電力系統(tǒng)拓?fù)浞謱幼R(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)了基于現(xiàn)有仿真數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行“站間拓?fù)?站內(nèi)拓?fù)洹钡姆謱幼R(shí)別工作。利用CEPRI 36節(jié)點(diǎn)算例及某實(shí)際省級(jí)主網(wǎng)數(shù)據(jù)對(duì)算法進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果驗(yàn)證了所提算法的正確性及有效性。所提算法可直接應(yīng)用于省級(jí)復(fù)雜電力系統(tǒng)的拓?fù)渥詣?dòng)生成及可視化建模工作。

[1] 劉魯鋒，付立軍. 電力系統(tǒng)拓?fù)浞治龅腖U矩陣分解算法[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2015, 39(10): 2869-2874．

[2] 沈偉，吳文傳，張伯明，等．能量管理系統(tǒng)中電網(wǎng)潮流單線圖自動(dòng)生成算法[J]．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010，34(6)：48-52.

[3] 章堅(jiān)民，王云，谷煒，等．調(diào)度大屏輸電網(wǎng)潮流圖自動(dòng)生成 (一)自動(dòng)布局[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2009,33(24):43-48.

[4] 廖凡欽，劉東，閆紅漫，等.基于拓?fù)浞謱拥呐潆娋W(wǎng)電氣接線圖自動(dòng)生成算法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2014,38(13)：174-180.

[5] 章堅(jiān)民，葉義，陳立躍． 基于新型力導(dǎo)算法的省級(jí)輸電網(wǎng)均勻 接線圖自動(dòng)布局[J]．電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013,37(11)：107-112.

[6] 趙冬梅，龔群，張旭．基于組合圖元的輸電網(wǎng)單線圖自動(dòng)布局方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013,37(10)：2979-2984.

[7] 陶華，楊震，張民，等. 基于深度優(yōu)先搜索算法的電力系統(tǒng)生成樹的實(shí)現(xiàn)方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2010,34(2)：120-124.