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随着配电网的规模不断扩大,多种能源的并网运行和网络调度需要使得配电网拓扑处于频繁的动态变化中。明确的拓扑结构为其他上层应用提供数据基础,是配电网供电可靠性的保证。因此,本文重点研究了配电网拓扑分析,确保实时、准确地分析配电网拓扑的状态;在此基础上研究了配电网停电分析,优化停电范围,减少停电损失,提高配电网的供电可靠性。
设备关系是配电网拓扑分析和停电分析中的核心。知识图谱在关系处理中具有灵活性。因此,本文拟采用知识图谱技术作为研究工具。本文的主要创新点如下。
根据配电网拓扑结构特点,结合传统知识图谱构建方法,提出了一种适用于配电网拓扑结构的知识图谱构建方法。该方法结合CIM构建本体模型;采用直接映射方法构建实体模型;通过本体继承和属性字段构建关系模型。将图数据库作为知识图谱的存储工具,并在关系处理方面与关系数据库进行比较。将实体和关系组成三元组并存入图数据库中,完成知识图谱构建。通过多个知识图谱拓扑仿真算例和对比知识图谱拓扑和传统拓扑在不同条件下的查询时间,验证知识图谱拓扑的实用性和优越性。
在配电网拓扑结构知识图谱基础上,将key-value对方法和双向遍历法相结合,进行配电网拓扑分析。将复杂网络理论中的网络参数纳入知识图谱理论中,用于分析拓扑性质;key-value对方法搜索设备关系路径,确保关系正确性;双向遍历法划分配电网拓扑岛以判断连通性。通过PG&E69仿真算例,验证了基于知识图谱的网络参数计算的正确性和可行性;通过实际配电网数据,验证了该拓扑分析方法在判断拓扑连通性和设备连通性时具有实用性和实时性。
以停电分析作为拓扑分析的上层应用进行研究。不计及DG时,基于拓扑分析的拓扑岛划分结果和最短连接路径,提出了一种考虑供电传输路径和电压约束的停电分析方法。在仿真算例中,通过对不同情况的配电网拓扑进行停电分析,验证了该方法的可行性和实用性。
在此基础上,研究计及DG的停电范围划分方法。引入邻域背包问题并对其求解算法进行研究,在普通贪婪算法和前瞻贪婪算法的基础上,提出一种基于知识图谱的优化贪婪算法。构建计及DG的停电模型,使用优化贪婪算法进行停电范围划分。通过PG&E69仿真算例,验证了优化贪婪算法在计及DG的停电范围划分中具有实用性和实时性。
设备关系是配电网拓扑分析和停电分析中的核心。知识图谱在关系处理中具有灵活性。因此,本文拟采用知识图谱技术作为研究工具。本文的主要创新点如下。
根据配电网拓扑结构特点,结合传统知识图谱构建方法,提出了一种适用于配电网拓扑结构的知识图谱构建方法。该方法结合CIM构建本体模型;采用直接映射方法构建实体模型;通过本体继承和属性字段构建关系模型。将图数据库作为知识图谱的存储工具,并在关系处理方面与关系数据库进行比较。将实体和关系组成三元组并存入图数据库中,完成知识图谱构建。通过多个知识图谱拓扑仿真算例和对比知识图谱拓扑和传统拓扑在不同条件下的查询时间,验证知识图谱拓扑的实用性和优越性。
在配电网拓扑结构知识图谱基础上,将key-value对方法和双向遍历法相结合,进行配电网拓扑分析。将复杂网络理论中的网络参数纳入知识图谱理论中,用于分析拓扑性质;key-value对方法搜索设备关系路径,确保关系正确性;双向遍历法划分配电网拓扑岛以判断连通性。通过PG&E69仿真算例,验证了基于知识图谱的网络参数计算的正确性和可行性;通过实际配电网数据,验证了该拓扑分析方法在判断拓扑连通性和设备连通性时具有实用性和实时性。
以停电分析作为拓扑分析的上层应用进行研究。不计及DG时,基于拓扑分析的拓扑岛划分结果和最短连接路径,提出了一种考虑供电传输路径和电压约束的停电分析方法。在仿真算例中,通过对不同情况的配电网拓扑进行停电分析,验证了该方法的可行性和实用性。
在此基础上,研究计及DG的停电范围划分方法。引入邻域背包问题并对其求解算法进行研究,在普通贪婪算法和前瞻贪婪算法的基础上,提出一种基于知识图谱的优化贪婪算法。构建计及DG的停电模型,使用优化贪婪算法进行停电范围划分。通过PG&E69仿真算例,验证了优化贪婪算法在计及DG的停电范围划分中具有实用性和实时性。