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【摘要】基于复杂的网路理论，用带权网络模式来描述大型电力系统，对于这种模型的节点最短电气距离，我们提出一种运行方式组合方法。这种方法通过节点之间的最短电气距离来表征节点之间电气联系的强弱特点，并对分值计算和故障电流计算的最短电气距离作出判断，从而找出分支系数和故障电流影响大于某阀值的厂站，将其纳入组合，从而优化运行的方式。
【关键词】最短电气距离；运行方式；组合方法
我国目前采用离线鉴定方式来确定继电保护装置的定值，在整定计算式，需要考虑系统最糟糕的的运行条件，在进行运行方式组合时，也要保证组合在极端条件下也不会产生错误动作，而传动的离线整定计算，其定值的计算通常只考虑了保护所在线路背侧或对侧母线所属厂站的论断组合。而在我国电力系统的规模越来越大、系统接线也越来越发杂的情况下，这种传统的整定方式已经无法满足整定计算的要求。因而，在这里，就有必要将更大范围的系统元件纳入最短电气距离运行方式组合的范畴。
对于厂站的方式变化对保护定值造成的影响，采用电源级别来表证电源对整定线路供电的可能性的方法显得比较繁琐，而且实用性比较低；以灵敏度系数而依据庞端参与方式组合的系统电源，利用电网节点阻抗矩阵的方法，虽然降低了计算的复杂性，但因为在判、判断依据中使用了故障节点的注入电流来代替流经故障支路的电流，所以也降低了判断依据的准确度；而采用耦合系数来判定参与方式组合的支路的方法则没有考虑到厂站方式变化对定值的影响。
1.带权电力网络和节点间的最短电气距离
1.1 带权电力网络
电力系统是有节点和节点之间的边组成的一个复杂的网络，节点是电力系统的元素，节点之间的边是元素与元素之间的相互作用。将电力网络的每条边都赋予一定的权值，则这个电力网络就是带权电力网络。带权电力网络可以描述节点间联系的强弱，从而很好的表达了网络复杂的架构。我们根据实际的电力网络特点，做出了下面的假设。
以线路阻抗参数作为对应边l的权值。
（1）将变电站、发电机和负荷看作电力网络的节点，将变压器和输电线看作电力网络的变。
（2）合并系统中同杆并架的双回以及多回输电线，把它看作是一条边，并赋予这条边‘等值过后的线路电抗值’的权值。
于是，对于一个有n个节点和m条变的带权电力网络的数学模型，可以用下面图G，和边权连接矩阵来描述：
在上面式中，N是所有变电站、发电机以及符合节点的集合，记为N={}；L是一组有权值边的集合，记为L={}。
邻接边权矩阵的矩阵元为：
1.2 节点之间的最短电气距离
假设P是带权图G中节点a到节点b之间所有路径距离最短的一条，则我们把P成为节点a到节点b的最短路径，假设L是最短路径P经过的所有弧的权值之和，则我们把L称为节点a到节点b的最短距离。在有权电力网络中，任意两个节点之间所有路径经过的所有弧的权值之和最小的路径L，称为两个节点之间的最短路径，路径L的全职之和L（a，b），是节点a和节点b之间的最短电气距离。
电力网络中不同节点之间的电气联系强弱，一定程度上由电气距离的大小表表征，电气距离的值越大，则两个节点之间的联系就越弱；相反，电气距离越小，则说明两个节点之间的联系越强。对此，有两种典型的极端情况：当节点a和节点b之间没有线路连接的时候，即‘开路’，此时他们的电气距离无穷大；而当节点a和节点b之间短路的时候，他们的电气距离为零。所以，要寻找两个节点之间最短的电气距离，实际上就是找出两个节点之间电气联系最强的路径。
2.最短电气距离的运行方式组合
传统整定计算中对于厂站论断组合的考虑具有范围上的局限性，因此，我们通过引入最短电气距离作为判断依据，以事先确定对于大范围厂站方式的变化，以及该变化对保护定值有何影响。
2.1 故障电流计算的最短电气距离判断依据
保护所在线路，其末端在发生故障时，流过保护的电流值决定了保护的灵敏性，这是整定计算中一个重要的故障量。
如图1所示，对系统中线路进行整定的时候，作为保护的，其动作的定值和灵敏度的校验，通常要计算线路ab末端短路时，流过保护的电流。
我们假设系统中有n个节点和m条边，根据上面跳到的带圈电力系统网络理论，我们可以求出这个系统的边权邻接矩阵，而对矩阵进行Floyd算法，进一步得出这个系统所有节点间最短的电气距离矩阵C=[]（a、b=1，2，3，...，n）。系统中编号为K的节点厂站到母线b的最短电气距离对应矩阵C中的元素。
从理论上来说。的值越小，则说明电源K，对于流经保护的短路电流的影响也就越大。但是考虑到在整定保护是，短路电流流经保护的方向应该是a→b，而对应的最短供电路径却有可能直接到达母线，而没有经过a，这种情况从厂站K流至母线b的电流并不是整定所需要的电流，所以在考虑厂站K对短路电流的影响时，还要注意考虑K出口母线到短路点的故障电流分流。
2.2 分支系数计算的最短电气距离判断依据
在保护整定计算是，为了防止保护的越级动作，以保证选择性，我们通常需要考虑最保守的分支系数，分支系数是由配合支路发生故障时，配合支路和电流和保护支路电流之间的比值决定的，当电力系统中厂站的运行方式发生变化是，的值也会随之改变。
我们假设某个系统有有两条线路、，他们之间的保护与配合关系如图2所示。
母线c处为故障点，假设在发生故障时流经保护的电流为，流经保护的电流为，则这个分支的系数=/。
从图中我们可以看出，当和母线b连接的厂站运行方式发生变化，对于电流就会产生很大的影响，的值也会跟着发生变化。而在考虑大方为厂站运行方式变化对的影响时，我们可以以电源到母线b之间的最短电气距离的变量作为与之对应的判断依据。
2.3 算法步骤
（1）依据阻抗参数和系统的接线图，用带权电力网络模型来描述电力系统，同时形成对应的边权邻接矩阵。
（2）根据整定保护所在的位置来对邻接矩阵中的对应的元素进行修改，将修改得到的邻接矩阵成为。
（3）通过Floyd算法对和分别进行处理，然后得出该电力系统中所有节点间的最短电气距离矩阵C=[]和=[]。
（4）最后，我们将在最短电气距离矩阵当中找出的，各个厂站到保护背侧母线之间的最短电气距离，称为，再根据最短电气距离来计算因为厂站运行方式变化引起的变化量，成为Δ，如果厂站的出口母线有分流，则还要根据实际情况对Δ进行修正，最后将Δ值比较小，小于预先设定阀值的厂站，纳入保护方式组合的范畴。
本文通过用带权电力网络模型来对电力系统进行描述，并据此分析阐述了基于电力网络最短电气距离的方式住和方法，这种方法可以弥补传统的运行组合方式无法考虑到大范围厂站的局限性，并将当中整定参数超过一定阀值的厂站进行方式组合，从而提高了保护定值的合理性。
参考文献
[1]戴婷婷，刘俊勇，魏震波，陈烨.基于复杂网络理论的电力系统脆弱性分析[J].现代力，2010（01）.
[2]吴永晨.电力系统自动化技术应用与发展[J].中国高新技术企业，2010（06）.
[3]索南加乐，杨铖，杨忠礼，宋国兵.用于同杆双回线保护的时域电容电流的分相补偿方法[J].中国电机工程学报，2010（01）.
[4]方海兵.电力综合实验教学的探索与思考[A].第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（下册）[C].2009.
【关键词】最短电气距离；运行方式；组合方法
我国目前采用离线鉴定方式来确定继电保护装置的定值，在整定计算式，需要考虑系统最糟糕的的运行条件，在进行运行方式组合时，也要保证组合在极端条件下也不会产生错误动作，而传动的离线整定计算，其定值的计算通常只考虑了保护所在线路背侧或对侧母线所属厂站的论断组合。而在我国电力系统的规模越来越大、系统接线也越来越发杂的情况下，这种传统的整定方式已经无法满足整定计算的要求。因而，在这里，就有必要将更大范围的系统元件纳入最短电气距离运行方式组合的范畴。
对于厂站的方式变化对保护定值造成的影响，采用电源级别来表证电源对整定线路供电的可能性的方法显得比较繁琐，而且实用性比较低；以灵敏度系数而依据庞端参与方式组合的系统电源，利用电网节点阻抗矩阵的方法，虽然降低了计算的复杂性，但因为在判、判断依据中使用了故障节点的注入电流来代替流经故障支路的电流，所以也降低了判断依据的准确度；而采用耦合系数来判定参与方式组合的支路的方法则没有考虑到厂站方式变化对定值的影响。
1.带权电力网络和节点间的最短电气距离
1.1 带权电力网络
电力系统是有节点和节点之间的边组成的一个复杂的网络，节点是电力系统的元素，节点之间的边是元素与元素之间的相互作用。将电力网络的每条边都赋予一定的权值，则这个电力网络就是带权电力网络。带权电力网络可以描述节点间联系的强弱，从而很好的表达了网络复杂的架构。我们根据实际的电力网络特点，做出了下面的假设。
以线路阻抗参数作为对应边l的权值。
（1）将变电站、发电机和负荷看作电力网络的节点，将变压器和输电线看作电力网络的变。
（2）合并系统中同杆并架的双回以及多回输电线，把它看作是一条边，并赋予这条边‘等值过后的线路电抗值’的权值。
于是，对于一个有n个节点和m条变的带权电力网络的数学模型，可以用下面图G，和边权连接矩阵来描述：
在上面式中，N是所有变电站、发电机以及符合节点的集合，记为N={}；L是一组有权值边的集合，记为L={}。
邻接边权矩阵的矩阵元为：
1.2 节点之间的最短电气距离
假设P是带权图G中节点a到节点b之间所有路径距离最短的一条，则我们把P成为节点a到节点b的最短路径，假设L是最短路径P经过的所有弧的权值之和，则我们把L称为节点a到节点b的最短距离。在有权电力网络中，任意两个节点之间所有路径经过的所有弧的权值之和最小的路径L，称为两个节点之间的最短路径，路径L的全职之和L（a，b），是节点a和节点b之间的最短电气距离。
电力网络中不同节点之间的电气联系强弱，一定程度上由电气距离的大小表表征，电气距离的值越大，则两个节点之间的联系就越弱；相反，电气距离越小，则说明两个节点之间的联系越强。对此，有两种典型的极端情况：当节点a和节点b之间没有线路连接的时候，即‘开路’，此时他们的电气距离无穷大；而当节点a和节点b之间短路的时候，他们的电气距离为零。所以，要寻找两个节点之间最短的电气距离，实际上就是找出两个节点之间电气联系最强的路径。
2.最短电气距离的运行方式组合
传统整定计算中对于厂站论断组合的考虑具有范围上的局限性，因此，我们通过引入最短电气距离作为判断依据，以事先确定对于大范围厂站方式的变化，以及该变化对保护定值有何影响。
2.1 故障电流计算的最短电气距离判断依据
保护所在线路，其末端在发生故障时，流过保护的电流值决定了保护的灵敏性，这是整定计算中一个重要的故障量。
如图1所示，对系统中线路进行整定的时候，作为保护的，其动作的定值和灵敏度的校验，通常要计算线路ab末端短路时，流过保护的电流。
我们假设系统中有n个节点和m条边，根据上面跳到的带圈电力系统网络理论，我们可以求出这个系统的边权邻接矩阵，而对矩阵进行Floyd算法，进一步得出这个系统所有节点间最短的电气距离矩阵C=[]（a、b=1，2，3，...，n）。系统中编号为K的节点厂站到母线b的最短电气距离对应矩阵C中的元素。
从理论上来说。的值越小，则说明电源K，对于流经保护的短路电流的影响也就越大。但是考虑到在整定保护是，短路电流流经保护的方向应该是a→b，而对应的最短供电路径却有可能直接到达母线，而没有经过a，这种情况从厂站K流至母线b的电流并不是整定所需要的电流，所以在考虑厂站K对短路电流的影响时，还要注意考虑K出口母线到短路点的故障电流分流。
2.2 分支系数计算的最短电气距离判断依据
在保护整定计算是，为了防止保护的越级动作，以保证选择性，我们通常需要考虑最保守的分支系数，分支系数是由配合支路发生故障时，配合支路和电流和保护支路电流之间的比值决定的，当电力系统中厂站的运行方式发生变化是，的值也会随之改变。
我们假设某个系统有有两条线路、，他们之间的保护与配合关系如图2所示。
母线c处为故障点，假设在发生故障时流经保护的电流为，流经保护的电流为，则这个分支的系数=/。
从图中我们可以看出，当和母线b连接的厂站运行方式发生变化，对于电流就会产生很大的影响，的值也会跟着发生变化。而在考虑大方为厂站运行方式变化对的影响时，我们可以以电源到母线b之间的最短电气距离的变量作为与之对应的判断依据。
2.3 算法步骤
（1）依据阻抗参数和系统的接线图，用带权电力网络模型来描述电力系统，同时形成对应的边权邻接矩阵。
（2）根据整定保护所在的位置来对邻接矩阵中的对应的元素进行修改，将修改得到的邻接矩阵成为。
（3）通过Floyd算法对和分别进行处理，然后得出该电力系统中所有节点间的最短电气距离矩阵C=[]和=[]。
（4）最后，我们将在最短电气距离矩阵当中找出的，各个厂站到保护背侧母线之间的最短电气距离，称为，再根据最短电气距离来计算因为厂站运行方式变化引起的变化量，成为Δ，如果厂站的出口母线有分流，则还要根据实际情况对Δ进行修正，最后将Δ值比较小，小于预先设定阀值的厂站，纳入保护方式组合的范畴。
本文通过用带权电力网络模型来对电力系统进行描述，并据此分析阐述了基于电力网络最短电气距离的方式住和方法，这种方法可以弥补传统的运行组合方式无法考虑到大范围厂站的局限性，并将当中整定参数超过一定阀值的厂站进行方式组合，从而提高了保护定值的合理性。
参考文献
[1]戴婷婷，刘俊勇，魏震波，陈烨.基于复杂网络理论的电力系统脆弱性分析[J].现代力，2010（01）.
[2]吴永晨.电力系统自动化技术应用与发展[J].中国高新技术企业，2010（06）.
[3]索南加乐，杨铖，杨忠礼，宋国兵.用于同杆双回线保护的时域电容电流的分相补偿方法[J].中国电机工程学报，2010（01）.
[4]方海兵.电力综合实验教学的探索与思考[A].第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（下册）[C].2009.