变电站五防闭锁规则库生成法的实现裴佩1,吴晓博2,王浩1,2(1.山东大学威海分校信息工程学院,山东省威海市264209;2.积成电子股份有限公司,山东省济南市250100)摘要:《电力系统自动化》杂志2008年第20期《根据变电站一次接线图导出闭锁公式的方法》一文从理论上推导出了一种生成变电站五防闭锁规则库的方法。在该文的基础上,文中对该方法做了进一步的完善和改进,并着重探讨了生成五防闭锁规则库的具体实现方案,编写了应用软件并完成调试运行,验证了该方法的可行性。由于五防闭锁规则库是在离线情况下生成的,因此,必须以布尔型变量代替实际运行时断路器和刀闸的状态量。将断路器和刀闸的状态与布尔型变量进行映射并对含有布尔型变量矩阵的运算及化简是文中最大的难点和技术关键点。文中找到了一种新的计算可达矩阵的算法,大大简化了化简步骤,提高了运算速度,将理论算法变成了实用软件工具。关键词:五防闭锁规则库;逻辑表达式化简;矩阵乘法;可达矩阵;邻接矩阵中图分类号:TM764收稿日期:2008211204;修回日期:2009201220。0引言为了保证操作人员和电网运营的安全,在很多情况下需要对特定开关的分、合操作进行闭锁,通常称之为变电站五防闭锁。文献[1]就该问题从理论上推导出一种生成五防闭锁规则的方法。其原理简述如下:1)将变电站一次接线图看做图论中的一个简单无向图G。所有的开关(断路器和刀闸的统称,也可包括可能的挂地线)都用图的边表示;其他部分,包括开关的连接线、进线、出线及大地等用图的顶点表示;开关的分合可以改变图中各个部分(顶点)的连通性。2)引用图论中关于无向图的基本原理,得到此无向图G的邻接矩阵A=(aij)n×n,其中A为n阶方阵,aij为0表示对应的开关分开,为1表示对应的开关闭合。由于开关的状态会实时变化,为了导出最一般的情况,可用布尔型变量代替邻接矩阵中的边。3)该文的目的是通过研究2个顶点之间的连通性来确定对应的开关需要哪种闭锁,因此,根据图论中关于可达矩阵的基本原理,以邻接矩阵A计算得到图G的可达矩阵P=(pij)n×n,P与A为同阶方阵,pij为1就表示顶点i和顶点j是连通的,否则表示顶点i和顶点j是不连通的。4)对于选定的顶点i(如进线)和j(如大地或出线),它们之间的连通性如果会因为某开关K的分、合而改变,而且这种改变是不允许的,则相应地开关K的分、合控制就必须被闭锁。按照此规则,对于该开关K,找到恰当的顶点对i和j,计算即可得出其闭锁表达式。以上原理的详细推导及叙述见文献[1]。1由一次接线图形成邻接矩阵本文从变电站自动化系统的图形界面部分取得一次接线图的数据,形成邻接矩阵。读入的数据用以下的C语言结构存储。intn,m;//阶数、边数structDataType//边的信息{ints,t//行号,列号charszValue[128];//变量名charszType[16];//器件类型}dataList[1024];structNodeType//节点信息{intnumber;//节点号inttype;//节点类型};其中:阶数为一次接线图中的节点数,即形成的邻接矩阵的阶数;边数为一次接线图中的开关数,由于邻接矩阵是对称矩阵,且对角线全部为0,故也等于邻接矩阵中不为0的元素数的二分之一。对图中的节点编号,节点的属性表示该节点的器件类型,如进线(I)、出线(O)、大地(G)、普通节点(C)等。边表示矩阵中不为0的元素,即开关对应的变量,它由变量名称所标示,对应的属性表示该变量所标示的器—15—第33卷第8期2009年4月25日Vol.33No.8Apr.25,2009©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net件类型,如断路器(QF)、隔离刀闸(QS)等。读取各个节点号,并将其与编号(0～n-1)对应,编号i对应邻接矩阵的i行和i列;节点对信息,即点i,j之间的开关变量,对应邻接矩阵的i行j列和j行i列的元素,如此即可生成矩阵A,因为节点对本身也代表了图的拓扑结构。可用几个数组来分别存储属于I,O,G的节点,完成节点号和其属性的映射。2计算可达矩阵2.1原理分析及改进为了方便讨论,现将需要用到的图论中的定义和定理做一简单介绍。定义如果一个图的2个顶点之间可通过一系列首尾相连的边连接起来,则称这2个顶点是连通的,这一系列首尾相连的边构成的通路称为连接这2个顶点的一条链。链中所包含的边的个数称为该链的长度。2个顶点之...
