摘要:当前的配电网自动化系统的配网模型主要从GIS系统导入，在模型导入过程中需要确保网络模型的完整性和正确性。本文基于配网主站系统实现配电自动化模型智能管控，对静态模型实现基于CIM/SVG图形的语法语义校验、参数校验、一致性校验和拓扑校验全维度校验。对动态图模异动管控，基于建立的层次拓扑结构，图模拓扑等价判断方法，对层次、拓扑结构发生变更的数据，能够及时提示通知系统运行管理人员，实现离线环境下图模自动校核，极大提高人员的工作效率，同时也使图模的质量得到保证通过具体工程应用，验证了该方法的可行性及有效性。
关键词: 配网主站；图模校核；图模异动；智能管控；拓扑等价判断
0引言
当前配电自动化管理系统的配电网网络模型主要从GIS导入并完成与EMS（能量管理系统）调度模型的拼接[1]，也有部分项目通过人工维护的方式进行配网网络模型构建，总体上存在配网模型质量较低、模型不完整、拓扑连通混乱、模型变化无法感知等问题。急需在配电自动化系统建设过程中提供配网网络模型质量相应配套的保障校核手段。
1 总体框架
配网模型主要是从GIS等外部系统导入，以IEC61968标准为依据，构建配网设备层次，确定馈线边界，根据配置文件读取模型cim和svg文件里面的各个设备数据以及拓扑结构，完成外部系统配网中压图模数据的导入。
对配网模型智能管控实现方式有两个方面，一方面是静态模型导入，对初始模型进行校验，完成导入。另一个方面是异动模型维护，对变更的模型导入智能管控。
总体框架如图1所示。
图1 总体框架图
网络模型校核主要针对配网SCADA模型对象，包括馈线、开关站、配网母线、配网开关、配变、负荷等。
模型初始化主要是形成数据结构，读入模型拓扑及参数信息，完成基本的拓扑搜索。静态模型校验与导入是设计一套模型校验的流程，即校验规则定义与选取，模型校验与导入，指导电网模型运维人员按照约定的工作流程有序开展标准化作业，大大提高运维人员运维质量和效率。动态模型异动管控是模型发生变更后，对重新导入的模型统计模型的变动部分，对层次、拓扑结构发生变更的数据，及时提示通知系统运行管理人员，提升配网图模运维的智能化水平。
2静态模型校验
自动化系统中模型维护一般分为模型管理工具维护阶段和模型拓扑生成阶段。模型拓扑生成阶段通常是模型读取后，获取模型拓扑信息进行拓扑分析。在自动化维护模型前需要在模型校验定义工具中定义模型校验的规则。用户登录模型维护工具后选取对应的校验规则，展开模型维护工作。
拓扑分析的核心是图的遍历。图的遍历算法包括广度优先搜索（BFS）和深度优先搜索（DFS），宽度优先遍历(BFS)算法是一个分层搜索的过程，和树的层序遍历算法相同[4-5]。在图中选中一个节点V，作为起始节点，然后按照层次遍历的方式，一层一层地进行访问。具体描述如下：
(1)顶点V入队列。
(2)当队列非空时继续执行，否则算法为空。
(3)出队列，获得队头节点V，访问顶点V并标记V已经被访问。
(4)查找顶点V的第一个邻接顶点col。
(5)若V的邻接顶点col未被访问过，则进队列。
(6)继续查找V的其他邻接顶点col，转到步骤(5)，若V的所有邻接顶点都已经被访问过，则转到步骤(2)。
通过图的遍历算法实现各类拓扑分析业务需求。首先加载全网设备模型，构建区域拓扑关系，记录每个设备关联的拓扑节点号。其次在此基础上，建立为每个设备ID建立对象索引，根据设备ID可快速定位到具体设备对象的位置。采样空间换时间的策略保证拓扑分析的性能。最后，在具体业务应用过程中，使用拓扑分析算法时，以节点号为基本检索标准，快速遍历需求设备范围中的节点号集合，再根据设备节点号集合一次性查询出遍历范围中的设备对象集合。
3动态模型异动管控
目前已初步建成了配电自动化系统图模维护和共享平台，配电自动化系统图模维护和共享平台实现了GIS图模的导入、简单校核、流程审核及多版本储存机制。实现了独立图元、图形编辑工具，图模导入、校核工具及基于Web的图模浏览应用，为图模智能管控的开发实施奠定了良好的基础。
主要实施步骤：
（1）数据构建；
（2）通过设备及其容器之间关系，及已有设备拓扑关系，构建设备间层次关系；
（3）基于无向图、以关系为拓扑基本单元，以变电站中母线为起始点，通过记录的节点信息，以及与设备间映射关系，迅速构建设备间父子拓扑关系；
（4）基于构建的层次关系，拓扑关系，采用图模拓扑等价判断方法，统计环网单元中模型变动部分；
（5）将变更的模型数据更新到配网管理系统商用库中，对层次、拓扑结构发生变更的数据，及时提示运行管理人员。
4结语
配电自动化图模智能管控，实现语法语义校验、一致性校验和拓扑校验全维度校验。目的在于规范配网图模维护机制，提供完整的配网图模校核及共享服务能力，努力提升配网图模运维的智能化水平。
参考文献
[1]姚建国，周大平，沈兵兵，等.新一代配电网自动化及管理系统的设计和实现[J]．电力系统自动化，2006，30(8)：89-93.
[2]钱静，施毅斌，崔立忠等.智能配电网模型信息集成技术研究，电网技术，2013,37（12）：3534-3540.
[3]柳劲松，罗海强，江平.配网生产运行中基于CIM的配网模型交换. 华东电力,2014,42(12):2902-2905.
作者简介：
陈士强(1989—)，男，本科，工程师，主要研究方向：调度自动化，配网自动化。
卢小海(1979—)，男，本科，高级工程师，主要研究方向：调度自动化，配网自动化。
黎志强(1984—)，男，本科，工程师，主要研究方向：调度自动化，配网自动化。
基金项目：广东电网有限责任公司科技项目资助（项目编号：GDKJXM20162067）。
论文作者:陈士强,卢小海,黎志强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/20
标签：模型论文; 拓扑论文; 设备论文; 遍历论文; 节点论文; 顶点论文; 关系论文; 《电力设备》2018年第15期论文;