1 引言
近期,在我国建设统一坚强智能电网的背景之下,智能配电网作为智能电网的重要组成部分,也成为了目前我国的各供电企业的建设重点。其中,配电网网络模型和实时结线分析是智能配电网信息管理系统-配电管理系统(DMS-Distribution manage System)中的各类应用程序开发的基础。针对智能配电网建设过程中提出的信息一体化的需求,配电网网络建模与结线分析的方法也需要做出适应性调整。目前,在配电网建模方面,随着国际电工委员会定制的IEC 61968 CIM模型的推广与应用,现已存在较多关于IEC 61968 CIM在对配电网络建模的方法方面探讨[1],但较多集中在与输电网建模对比的阐述上,很少涉及针对实际配电网络实例的建模,IEC 61968模型应用描述并不够详细;在结线分析方面,目前已有的网络拓扑分析算法包括堆栈技术和深度优先搜索算法在针对实际电网的分析中已具有良好应用的效果,其缺点是由于重复搜索支路,在针对广域的配电网的拓扑分析时,算法随着网络中的线路分支增多、数量增大而大大降低搜索效率;另外,为提高供电可靠性,各地供电企业在对配电网建设改造的过程中增设联络开关以实现用户的双/多电源供电,广域的配电网络将改变以往辐射状网络的供电形式而逐步形成弱环状,结线分析算法需要进一步考虑环状网络的分析效果。针对如何应用IEC 61968 CIM进行实际配电网的建模,以及对结线分析算法进行改进使其适应于弱环状配电网的结线分析,本文以IEEE线路、负荷与网络一次设备连接关系的具体实例为例,研究了IEC 61968 CIM配电网扩展模型的应用;在模型的基础上进一步研究针对广域配电网的快速实时结线分析方法,方法通过建立一种新的面向对象的母线-支路模型,以降低结线分析中拓扑点和支路关联关系的复杂度;同时,针对弱环状接线形式下的配网闭环回路进行分析改进广度优先搜索法,以实现同时适应于辐射状与弱环状接线形式下的广域配电网的结线分析。
2 基于CIM的配电网建模
CIM(Common Information Model)是IEC 61970/61968[2,3]标准共同定义的通用信息模型,通过使用统一建模语言(UML)表达电力系统资源的对象类、对象属性以及相互之间的关系[4,5]。IEC 61968 CIM除了继承与IEC 61970 CIM中定义的输电网模型相同对象类、对象属性以及类之间的关系之外,主要进行了以下几点扩展: