[发明专利]一种基于Dijkstra算法的跳闸断路器自适应搜索方法

摘要

本发明公开了一种基于Dijkstra算法的跳闸断路器自适应搜索方法，包括：一、获取断路器的邻接矩阵、被保护元件和断路器的邻接矩阵；二、更新修正被保护元件和断路器的邻接矩阵；三、智能电网中是否存在故障元件；四、调用Dijkstra算法模块进行一次判断并获取跳闸断路器；五、对断路器的邻接矩阵进行一次更新修正；六、判断跳闸断路器是否失灵；七、判断直流电源是否消失；步骤八、对一次更新修正后的断路器的邻接矩阵进行二次更新修正；九、调用Dijkstra算法模块进行二次判断并获取最终跳闸断路器的编号。本发明自适应搜索且时间短，对现场主接线方式及运行方式变化有很好的适应性，保证最终跳闸断路器切除范围最小。

主权项

1.一种基于Dijkstra算法的跳闸断路器自适应搜索方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、获取断路器的邻接矩阵以及被保护元件和断路器的邻接矩阵，具体过程如下：步骤102、获取断路器的邻接矩阵：采用数据处理器调用图论模型的邻接矩阵函数模块，获取断路器的邻接矩阵W1，其中，M表示智能电网中断路器的总数且为正整数，i表示编号为i的断路器，j表示编号为j的断路器，i为正整数且i＝1、2、...、M，j为正整数且j＝1、2、...、M，a_ij表示编号为i的断路器和编号为j的断路器之间的关系值，且a_ij的取值如下：其中，a_ij＝1表示编号为i的断路器和编号为j的断路器直接相连，a_ij＝0表示编号为i的断路器和编号为j的断路器为同一断路器，a_ij＝∞表示编号为i的断路器和编号为j的断路器未直接相连；步骤102、获取被保护元件和断路器的邻接矩阵：采用数据处理器调用图论模型的邻接矩阵函数模块，获取被保护元件和断路器的邻接矩阵W2，其中，被保护元件和断路器的邻接矩阵W2中主对角元素为0，表示主对角元素为同一个断路器或者同一个被保护元件，被保护元件和断路器的邻接矩阵W2中∞表示断路器与被保护元件之间没有直接联系，C_M×N表示断路器与被保护元件之间的关系，则其中，N表示智能电网中被保护元件的总数且为正整数，M+n表示编号为M+n的被保护元件，M+n为正整数且M+n的取值范围为M+1、M+2、...、M+N，c_i,M+n表示编号为i的断路器与编号为M+n的被保护元件之间的关系值，且c_i,M+n的取值如下：其中，c_i,M+n＝1表示编号为i的断路器与编号为M+n的被保护元件直接相连，c_i,M+n＝∞表示编号为i的断路器与编号为M+n的被保护元件未直接相连；步骤二、根据断路器工作状态更新修正被保护元件和断路器的邻接矩阵W2：采用所述数据处理器根据断路器工作状态对步骤一中被保护元件和断路器的邻接矩阵W2进行更新修正，则更新修正后的被保护元件和断路器的邻接矩阵W2′为其中，C_M×N′为则c_i,M+n′的取值如下：当编号为i的断路器的工作状态为闭合状态时，ci,M+n′＝ci,M+n；当编号为i的断路器的工作状态为断开状态时，ci,M+n′＝∞；步骤三、智能电网中是否存在故障元件：步骤二中获取更新修正后的被保护元件和断路器的邻接矩阵W2′后，采用所述数据处理器调用智能电网故障元件识别算法对智能电网进行识别判断，当智能电网中被保护元件存在故障，并获取发生故障的被保护元件的数量和编号，进入步骤四；否则，智能电网中被保护元件不存在故障则不搜索跳闸断路器；其中，发生故障的被保护元件称为故障元件，所述故障元件的数量为D个，D个所述故障元件的编号分别为m1、m2、...、mD，m1、m2、...、mD均为正整数，且m1、m2、...、mD的取值均在M+1、M+2、...、M+N范围内；步骤四、调用Dijkstra算法模块进行一次判断并获取跳闸断路器：采用所述数据处理器调用Dijkstra算法模块进行一次判断，并获取跳闸断路器的编号，具体过程为：步骤401、采用所述数据处理器建立所述故障元件的编号集合和断路器的编号集合，将所述故障元件的编号集合记作集合S1，断路器的编号集合记作集合T1，并将所述集合S1和集合T1存储至与所述数据处理器相接的存储器中，其中，集合S1＝{m1、m2、...、mD}，集合T1＝{1、2、...、i、...、M}；步骤402、采用所述数据处理器获取所述故障元件的编号分别为m1、m2、...、mD时所对应的跳闸断路器的编号，任一所述故障元件的编号为mq时所对应的跳闸断路器的编号的获取方法均相同，其中，对任一所述故障元件的编号为mq时所对应的跳闸断路器的编号的获取方法包括以下步骤：步骤4021、采用所述数据处理器调用Dijkstra算法模块，并输入步骤二中更新修正后的被保护元件和断路器的邻接矩阵W2′，并将所述故障元件的编号mq记作源点，获取源点mq到集合T1中各个元素的一次最短距离值di(mq,T1i)，并将一次最短距离值di(mq,T1i)所对应的一次最短路径Pi存储至所述存储器中已建立的Path1数组中，其中，T1i表示集合T1中编号为i的断路器，q为正整数且q＝1、2、...、D，一次最短路径Pi的起点为所述故障元件的编号mq，一次最短路径Pi的终点为断路器的编号；步骤4022、首先将步骤4021中所获取的一次最短距离值di(mq,T1i)由小到大的顺序进行排列；然后采用所述数据处理器根据di(mq,T1i)＝1和一次最短距离值di(mq,T1i)＝1所对应的一次最短路径，确定一次最短距离值di(mq,T1i)＝1所对应的一次最短路径中的终点为跳闸断路器的编号；步骤4023：多次重复步骤4021至步骤4022，得到所述故障元件的编号分别为m1、m2、...、mD时所对应的跳闸断路器的编号，并使跳闸断路器进行跳闸；步骤五：根据断路器工作状态对断路器的邻接矩阵W1进行一次更新修正：采用数据处理器根据断路器工作状态对步骤一中所述断路器的邻接矩阵W1进行更新修正，其中一次更新修正后的断路器的邻接矩阵W1′为其中，a_ij′的取值如下：当编号为i的断路器和编号为j的断路器的工作状态均为闭合状态时，aij′＝aij；当编号为i的断路器或者编号为j的断路器的工作状态为断开状态时，aij′＝∞；当编号为i的断路器和编号为j的断路器为同一断路器时，aij′＝0；步骤六、判断跳闸断路器是否失灵：采用所述数据处理器根据步骤五所获取的一次更新修正后的断路器的邻接矩阵W1′，判断步骤4023中得到的跳闸断路器是否跳闸，当跳闸断路器完成跳闸动作，则完成跳闸断路器搜索；否则，当跳闸断路器未跳闸时，未跳闸的跳闸断路器称为失灵断路器，并采用所述数据处理器获取失灵断路器的数量和编号，则执行步骤七；其中，所述失灵断路器的数量为B个，B个所述失灵断路器的编号分别为e1、e2、...、eB，编号e1、e2、...、eB均正整数且取值范围均为1、2、...、M；步骤七、判断直流电源是否消失：步骤六中获取失灵断路器的数量和编号之后，采用所述数据处理器判断智能电网中变电站的直流电源是否消失，当智能电网中变电站的直流电源消失，直流电源消失的变电站称为故障变电站，并采用所述数据处理器获取故障变电站的数量和编号，则执行步骤八，否则，智能电网中变电站的直流电源未消失，则执行步骤九；步骤八、根据直流电源消失变电站内部断路器连接关系对一次更新修正后的断路器的邻接矩阵W1′进行二次更新修正：采用所述数据处理器根据直流电源消失变电站内部断路器连接关系对步骤五中一次更新修正后的断路器的邻接矩阵W1′进行二次更新修正，则二次更新修正后的断路器的邻接矩阵W1″为其中，a_ij″的取值如下：当编号为i的断路器和编号为j的断路器的工作状态均为闭合状态且编号为i的断路器和编号为j的断路器均不属于步骤七中故障变电站中的断路器，则aij″＝aij′；当编号为i的断路器与编号为j的断路器均属于步骤七中故障变电站中的断路器，则aij″＝0；采用所述数据处理器获取二次更新修正后的断路器的邻接矩阵W1″后，则执行步骤九；步骤九、调用Dijkstra算法模块进行二次判断并获取最终跳闸断路器的编号：采用所述数据处理器调用Dijkstra算法模块进行二次判断，并输入步骤五所获取的一次更新修正后的断路器的邻接矩阵W1′或者步骤八中二次更新修正后的邻接矩阵W2″，得到失灵断路器与除去失灵断路器的剩余断路器之间的二次最短距离值及二次最短距离值所对应的二次最短路径；再采用所述数据处理器将所述二次最短距离值由小到大进行判断，最终获取断路器发生失灵时且失灵断路器的编号分别为e1、e2、...、eB时所对应的最终跳闸断路器的编号，并使最终跳闸断路器进行跳闸。