082] Li = [0 I I I I I I 0 0]
[0083] Y = [0 0 I 0 1 0 I 0 0]
[0084] 將數(shù)組X與Y分別寫(xiě)入全連通矩陣L，得到新的全連通矩陣如下所示
[0086] 注：只有開(kāi)關(guān)連接的兩節(jié)點(diǎn)的isEnergized屬性進(jìn)行與操作為1時(shí)才會(huì)改變電網(wǎng) 的帶電狀態(tài)，即兩節(jié)點(diǎn)都帶電。若斷開(kāi)前兩節(jié)點(diǎn)的isEnergized屬性不同，則拋出錯(cuò)誤。
[0087] 步驟五：根據(jù)新的鄰接矩陣和全連通矩陣，對(duì)各段線(xiàn)路及電氣設(shè)備、元件進(jìn)行帶電 狀態(tài)分析。
[0088] 本發(fā)明方法對(duì)于開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi)動(dòng)作分別處理，每次開(kāi)關(guān)動(dòng)作后進(jìn)行一次鄰接 矩陣C和全連通矩陣L的維護(hù)，而用于重寫(xiě)操作的臨時(shí)創(chuàng)建的數(shù)組均可釋放掉，故內(nèi)存占用 小，且全連通矩陣的使用方便程序進(jìn)行擴(kuò)展，如拓?fù)渲?、電氣島查詢(xún)等。
[0089] 下面對(duì)本發(fā)明方法的正確性和復(fù)雜度進(jìn)行分析：
[0090] 一、算法正確性分析：
[0091] 情況一：開(kāi)關(guān)閉合時(shí)：
[0092] 設(shè)任意開(kāi)關(guān)S與節(jié)點(diǎn)i和j連接。在開(kāi)關(guān)閉合前，節(jié)點(diǎn)m為與節(jié)點(diǎn)i在同一電氣 島內(nèi)的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)η為與節(jié)點(diǎn)j在同一電氣島內(nèi)的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)， 節(jié)點(diǎn)i與j必連接在一起，又節(jié)點(diǎn)m與i連接在一起，則m與j必連接在一起。又η與j位 于同一電氣島，則m必與η連接為同一電氣島。
[0093] 情況二：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)：
[0094] 由于開(kāi)關(guān)S最多與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接，且開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前兩節(jié)點(diǎn)連通，故開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后至多 解列為兩個(gè)電氣島。
[0095] 設(shè)任意開(kāi)關(guān)S與節(jié)點(diǎn)i和j連接。在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前，節(jié)點(diǎn)m為不通過(guò)開(kāi)關(guān)S與節(jié)點(diǎn)i 相連的任意節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)η為不通過(guò)開(kāi)關(guān)S與節(jié)點(diǎn)j相連的任意節(jié)點(diǎn)。若開(kāi)關(guān)S是i與j之 間唯一的通路，則開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，節(jié)點(diǎn)m與η -定為分為兩個(gè)電氣島。反證之，如m與η此 時(shí)仍在同一電氣島中，由于i與m連接、j與η連接，則i可經(jīng)過(guò)m和η連接到j(luò)，那么此時(shí) 開(kāi)關(guān)S不是i與j之間唯一的通路，矛盾。
[0096] 若開(kāi)關(guān)S不是i與j之間的唯一通路，則開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，節(jié)點(diǎn)m與η必在同一電氣 島內(nèi)。因 m與i連接，i與j可通過(guò)其他不經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)S的通路連接，j與η連接，故存在通路 連接m和η。
[0097] 二、算法復(fù)雜度分析：
[0098] 本復(fù)雜度分析主要針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的復(fù)雜度分析。實(shí)際上，若從所有開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí) 系統(tǒng)便開(kāi)始運(yùn)行，則無(wú)需采用其他方法獲得最初的鄰接矩陣C和全連通矩陣L，因?yàn)榇藭r(shí)C 與L的所有元素都為0。
[0099] 情況一：開(kāi)關(guān)閉合時(shí)：
[0100] 鄰接矩陣需更改兩個(gè)元素，故復(fù)雜度為0(1)。全連通矩陣需要執(zhí)行η次或操作， 并將連通在一起的k個(gè)節(jié)點(diǎn)重寫(xiě)入全連通矩陣，執(zhí)行k次重寫(xiě)操作。故復(fù)雜度為0(η)。但 由于所涉及的均是內(nèi)存操作，且單次操作十分簡(jiǎn)單（只需進(jìn)行一次或運(yùn)算），故實(shí)時(shí)性能很 好。
[0101] 情況二：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)：
[0102] 鄰接矩陣需更改兩個(gè)元素，故復(fù)雜度為0(1)。在對(duì)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行BFS搜索時(shí)，由于僅需 遍歷一次，故在最不理想的情況下，需要遍歷到所有的η個(gè)節(jié)點(diǎn)。同時(shí)進(jìn)行η次異或操作并 對(duì)全連通矩陣執(zhí)行η次重寫(xiě)操作，復(fù)雜度為0 (η)?？梢钥吹絾未尾僮骱?jiǎn)單快捷，其中相對(duì)復(fù) 雜的BFS也僅需遍歷一次。
[0103] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高性能電氣網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)拓?fù)浞治龇椒ǎ涮卣髟谟?，包括如下步驟： 步驟一：用節(jié)點(diǎn)表示電氣網(wǎng)絡(luò)中的某一區(qū)域，各節(jié)點(diǎn)區(qū)域的所有元器件同時(shí)帶電或失 電；用節(jié)點(diǎn)間連線(xiàn)的有無(wú)表示連接兩節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)閉合與斷開(kāi)； 步驟二：在所有節(jié)點(diǎn)與開(kāi)關(guān)均未連接時(shí)，進(jìn)行電氣網(wǎng)絡(luò)配置，包括：配置節(jié)點(diǎn)、配置節(jié) 點(diǎn)包含信息及配置關(guān)聯(lián)矩陣S; 步驟三：配電網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)分析：在電氣網(wǎng)絡(luò)投入使用前，根據(jù)電氣網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)以 及關(guān)聯(lián)矩陣S，創(chuàng)建電氣網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣C及全連通矩陣L; 步驟四：配電網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)分析：根據(jù)電氣網(wǎng)絡(luò)的改變分為開(kāi)關(guān)閉合和開(kāi)關(guān)斷開(kāi)兩種情 況： 情況一：開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)分析： 當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，先根據(jù)關(guān)聯(lián)矩陣S得到開(kāi)關(guān)連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)i和j的信息，更新節(jié)點(diǎn)包 含信息以及鄰接矩陣中元素C1PCjl的值； 查詢(xún)?nèi)B通矩陣的第i行及第j行，對(duì)兩行元素中位于相同列的元素進(jìn)行或操作，得到 一個(gè)全新的含有n個(gè)元素的數(shù)組T，即Tk=LikIILjk，T中所有為帶電狀態(tài)為連通的元素的 集合即為新得到的電氣島c; 將數(shù)組T重寫(xiě)到全連通矩陣中的第k行，k為所有1；處于連通狀態(tài)時(shí)k的值，此時(shí)得到 的新的鄰接矩陣和全連通矩陣即為開(kāi)關(guān)閉合后的鄰接矩陣和全連通矩陣； 情況二：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)狀態(tài)分析： 當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，先根據(jù)關(guān)聯(lián)矩陣S得到開(kāi)關(guān)連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)i和j的信息，更新節(jié)點(diǎn)包 含信息以及鄰接矩陣中元素CipCjl的值； 若斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)與節(jié)點(diǎn)i和j連接，則利用鄰接矩陣中節(jié)點(diǎn)i的信息進(jìn)行一次廣度優(yōu)先 搜索，查詢(xún)與節(jié)點(diǎn)i連通的所有節(jié)點(diǎn)，將所有遍歷過(guò)的節(jié)點(diǎn)記為電氣島x，用含n個(gè)元素的數(shù) 組X表示，其中Xk=l，k表示被包含在電氣島X中的節(jié)點(diǎn)的編號(hào)； 設(shè)節(jié)點(diǎn)i和j在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前屬于同一電氣島M，則將電氣島M內(nèi)未被遍歷的節(jié)點(diǎn)記為電 氣島y，用含n個(gè)元素的數(shù)組Y表示； 數(shù)組Y通過(guò)將全連通矩陣的第i行與數(shù)組X位于相同列的元素按位進(jìn)行異或操作得 至IJ，即Yg=Xg?Lig，其中g(shù)G[〇,n]，則將全連通矩陣的第k行用數(shù)組X代替，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(shí)得到的新的鄰接矩陣和全連 通矩陣即為開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后的鄰接矩陣和全連通矩陣； 步驟五：根據(jù)新的鄰接矩陣和全連通矩陣，對(duì)各段線(xiàn)路及電氣設(shè)備、元件進(jìn)行帶電狀態(tài) 分析。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電氣網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)拓?fù)浞治龇椒?，其特征在于，步驟二中 所述配置節(jié)點(diǎn)的方法是：假定所有開(kāi)關(guān)全部閉合，從電源節(jié)點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行廣度優(yōu)先搜索，標(biāo)注 各節(jié)點(diǎn)電壓等級(jí)，遇到變壓器根據(jù)變壓器的配置改變電壓等級(jí)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電氣網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)拓?fù)浞治龇椒?，其特征在于，步驟二中 所述配置節(jié)點(diǎn)包含信息包括：配置節(jié)點(diǎn)是否帶電的isEnergized屬性、配置節(jié)點(diǎn)當(dāng)前時(shí)刻 與其他節(jié)點(diǎn)連接的connected_points屬性、配置節(jié)點(diǎn)電壓等級(jí)的v_level屬性。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電氣網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)拓?fù)浞治龇椒?，其特征在于，步驟三中 創(chuàng)建鄰接矩陣C及全連通矩陣L時(shí)， 對(duì)于鄰接矩陣C:0表示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)未直接連接或開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，1表示兩節(jié)點(diǎn)直接連接且開(kāi) 關(guān)閉合； 對(duì)于全連通矩陣L:0表示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)未連接，1表示兩個(gè)點(diǎn)被直接或間接連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電氣網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)拓?fù)浞治龇椒?，其特征在于，步驟四對(duì) 于情況一，只有開(kāi)關(guān)兩端的帶電狀態(tài)不同時(shí)，才會(huì)改變電氣網(wǎng)絡(luò)的帶電狀態(tài)；若兩節(jié)點(diǎn)均帶 電或均不帶電，則電氣網(wǎng)絡(luò)的帶電狀態(tài)不發(fā)生改變。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電氣網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)拓?fù)浞治龇椒ǎ涮卣髟谟?，步驟四對(duì) 于情況二，只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都帶電，才會(huì)改變電氣網(wǎng)絡(luò)的帶電狀態(tài)；若斷開(kāi)前兩節(jié)點(diǎn)的帶電屬 性不同，則拋出錯(cuò)誤。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電氣網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)拓?fù)浞治龇椒?，其特征在于，步驟三中 創(chuàng)建全連通矩陣L的方法為：連通矩陣準(zhǔn)平方法。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電氣網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)拓?fù)浞治龇椒ǎ涮卣髟谟?，步驟四中 情況二所述查詢(xún)與節(jié)點(diǎn)i連通的所有節(jié)點(diǎn)的方法是：利用鄰接矩陣，從節(jié)點(diǎn)i開(kāi)始執(zhí)行廣度 優(yōu)先搜索，查詢(xún)與節(jié)點(diǎn)i連接的節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)得到的節(jié)點(diǎn)，繼續(xù)向下層訪(fǎng)問(wèn)，查找與得到的 節(jié)點(diǎn)連接的節(jié)點(diǎn)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了電氣網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一種高性能電氣網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)拓?fù)浞治龇椒?，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中電網(wǎng)拓?fù)浞治龇椒◤?fù)雜度較高、可擴(kuò)展性不強(qiáng)、實(shí)時(shí)性不高的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明對(duì)于電氣網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞治鼋⒃诰唧w的開(kāi)關(guān)動(dòng)作基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)電氣系統(tǒng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的監(jiān)控，充分利用開(kāi)關(guān)動(dòng)作前的鄰接矩陣和全連通矩陣的運(yùn)算結(jié)果，得到全新的鄰接矩陣及全連通矩陣，使得已經(jīng)運(yùn)算過(guò)的數(shù)據(jù)得以有效利用，減少了大量的重復(fù)計(jì)算過(guò)程。本發(fā)明可廣泛適用于各類(lèi)涉及復(fù)雜電路的自動(dòng)化監(jiān)控領(lǐng)域的拓?fù)浞治黾巴負(fù)渲?br>【IPC分類(lèi)】H02J3/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105226647
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510647006
【發(fā)明人】霍宇霆, 金舒
【申請(qǐng)人】南京國(guó)電南自美卓控制系統(tǒng)有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月8日