一种调度大屏输电网单线图厂站布局后的自动布线方法技术

本发明专利技术涉及一种调度大屏输电网单线图厂站布局后的自动布线方法。目前采用人工进行绘制调度大屏输电网单线图，强度大。本发明专利技术方法首先顺序走线，然后优化走线。顺序走线为首先设置廊道宽度；其次布置变电站出线；然后线路顺序走线；最后布置单线图中断路器图元及辅助标识。优化走线包括拆线重布线和整体均匀走线调整。本发明专利技术方法使得布线质量明显改善，消除了大部分可以避免的交叉，走线更加直观。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力调度自动化领域，具体涉及一种调度大屏输电网单线图厂站布局 后的自动布线方法。
技术介绍
电力调度大屏一般呈现为长条形，其上的输电网单线图或在单线图上增加断路器 状态、潮流及潮流方向的潮流图，要求布局和走线清晰，从而使调度人员一目了然，便于调 度决策。目前该单线图或潮流图还是多采用人工绘制的方式，但随着变电站和线路的不断 增加，借助于人力来绘制输电网接线图的任务越来越艰巨，并且生成的调度大屏接线图越 来越呈现出拥挤凌乱的状态，给调度人员的辨识带来困难，所以开发大屏输电网接线图自 动生成系统是一项急需的工作。常用的走线方法主要有李氏迷宫算法(Lee and Maze algorithms)和线索法 (Hightower algorithm)。这些算法虽然可以保证线路不交叉和穿越矩阵，却会造成线路严 重多折。对于调度大屏输电网潮流图而言，其“可读性”更为关键，即最后形成的图形应该 均勻，线路走向清楚，各类信息清晰，便于调度人员快速掌握电网拓扑结构特性和各种电网 实时信息，并有效进行信息联想和溯源，以利于调度的快速准确地判断和分析，提高调度效 率。因此在潮流图中，少量的线路交叉是允许的；相反，为了避免线路的交叉而产生大 量的弯折会严重影响调度员的线路、潮流、故障可溯源性，影响整体图形的可读和美观，是 不希望产生的效果。
技术实现思路
调度大屏输电网潮流图的自动生成，可分解为单线图布局、单线图布线、实时数据 接入3个步骤；本专利技术涉及到调度大屏输电网布局即变电站、电厂位置确定下的自动布线 问题。布线阶段除了考虑线路的走线外，还要考虑线路名称、断路器、实时潮流量以及显示 各类设备状态挂牌等局部布置，从而突出其可读性。本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种调度大屏输电网单线图厂站布局后的自 动布线方法。本专利技术中的基本走线规则如下为了简洁、美观，走线采用直接走线、双折线和四折线的连接方式。布线类别按始 末变电站的位置关系分为以下四类(1)始末变电站处于同一行当2个节点如果是同行且相邻，采用直接走线；当2个节点如果是同行但不相邻，采用四折线的方式走线。(2)始末变电站处于同一列当2个节点如果是同列且相邻，采用直接走线；当2 个节点如果是同列但不相邻，采用四折线的方式走线。(3)终点变电站在起点变电站左下方当2个节点只相隔一行，采用双折线方式走线；当2个节点相隔多行，采用四折线的方式走线。(4)终点变电站在起点变电站右下方当2个节点只相隔一行，采用双折线方式走 线；当2个节点相隔多行，采用四折线的方式走线。以上走线规则具有以下特性(1)走线的轨迹是由点坐标所决定，如直接走线由 两点、双折线由四点、四折线由六点的点坐标决定，而且走线操作中后一个点的两个坐标值 中至少有一个坐标量将保持前一个点的某一个坐标值，如水平方向走线，将保持前一个点 的y坐标值不变；垂直方向走线，将保持前一个点的χ坐标值不变；(2)只能是横竖方向的 走线才能形成交叉。在上述基本走线规则的前提下，本专利技术解决技术问题所采取的技术方案为首先顺序走线，然后优 化走线。所述的顺序走线包括步骤⑴设置廊道宽度；步骤⑵布置变电站出线；步骤 (3)线路顺序走线；步骤(4)布置单线图中断路器图元及辅助标识(线路名称、潮流、设备 状态挂牌)。所述的优化走线包括步骤(5)拆线重布线和步骤(6)整体均勻走线调整步骤(1)设置廊道宽度。廊道为变电站矩形框之间的空间，包括横向廊道和纵向 廊道，用作走线以及各种附加标识。廊道的宽度(即变电站矩形框之间的距离)首先根据 具体图纸要求大小和电网的规模进行设定，在后续整体优化后进行调整，以消除不必要的 空间浪费，提高图形的均勻度。步骤(2)布置变电站出线。变电站的出线布置，首先向对侧变电站的方位出线，这 样可以减少连线长度；然后出线围绕变电站矩形框均勻布置。变电站设计为底比高尺寸大的矩形；以上的4种基本走线规则只适应变电站少量 出线的情况。对于出线较多的变电站，为了布线美观清晰，需要调整出线的引出方向，力求 均勻。比如，一般设定上下侧出线最多5条，左右侧最多4条；首先按以上4种规则走线，当 某一侧出线超过规定条数，则往出线少的邻侧移线。步骤(3)、顺序走线。顺序布线是指按照1)布局后的变电站离散坐标位置先上后 下，先左后右的顺序；2)出线方向顺时针顺序，依据走线规则进行顺序布线；已经布好的线 独占使用的空间，对于后续的线来说形成障碍，即后续走线采用避让算法加以避让，防止线 路出现完全或部分重叠。所述的避让算法主要应用迷宫算法的思想，即将图中已经存在的线路当成是障 碍，在后续的走线过程中，绕开这些障碍，从而达到防止重叠的目的。避让算法的具体实现步骤如下每当新增一条新的线路时，要判断按照常规所计 算的路径上是否有已经存在的线路，如果是，则要在原有的计算路径上增加一定的避让值 进行避让，再做是否避让判断；如果仍需要避让则再加一定的避让值，直到不需要避让为 止，才能确认新线路的路径；该避让一直进行到超过布线廊道的空间限制，其遗留的交叉在 后续优化算法中处理。步骤(4)、布置单线图中断路器图元及辅助标识。所述的辅助标识包括线路、潮流和设备状态挂牌标识。断路器图元为一小矩形框，布置在变电站出线侧；线路名称放在该线路中段线段上侧或右侧；断路器左侧或上侧布置潮流量；断路器右侧或下侧布置设备状态挂牌标识。步骤(5)、拆线重布线。拆线重布线是对形成交叉点的两条线路进行重新布线，以 解除其交叉点。拆线重布线采用“保护性拆线重布线方法”或“非保护性拆线重布线方法”， 作为搜索引擎优化算法的策略库，来最小化布线线路的交叉。所述的保护性拆线重布线方法只考虑两条线路的交叉问题；当其出现交叉时， 仅仅将交叉的空间部分进行改线，线路的其余线段保持不变，且不新占线道的拆线重布线 方法。 保护性拆线重布线方法如下步骤a、寻找交叉点的共轭点。两线的交叉点(设为T点)与该交叉点最近的两线的折点，形成一个长方形的两 边，则交叉点在该长方形存在的对点，设为E点若E点不在现有两条线上，则称该节点为 交叉点的共轭点；若该E点在现有两条线的某一条线上(设为L2)，此时该点不能作为共轭 点，而将交叉点T与E所在的线段方向的一个单位网格作为长方形的替代折点，即形成共轭 ；El0步骤b、消除交叉点。通过原交叉点背朝同一变电站或两变电站的两条引线，来解除交叉点。解除交叉 的重布线方法如下(1)若共轭点未被其他线使用过，离变电站近(内侧)的引线使用该交 叉点，离变电站远(外侧)的引线使用该共轭点。(2)若共轭点已被其他线使用过，则离变 电站近(内侧)的引线使用该交叉点，而离变电站远(外侧)的引线使用交叉点与共轭点 形成的长方形的另一条对角线形成斜线。根据走线规则特点，应该以重新分配后的交叉点或共轭点(或斜线)的坐标为起 点，重新对该线的拐点进行调整。对于交叉线来自同一变电站的情况，该调整有可能涉及到 两线的变电站出口的对换。非保护性拆线重布线方法如下出现交叉时，不仅将交叉部分进行改线，而且其余 部分要使用新的线道，则称为破坏拆线。使用新的线道的目的，是为了在消除交叉点的同时 得到更清晰的图形，但有可能与其他布线产生交叉；需要进行判断，才能采纳。针对不同的 线路交叉点情况，使用相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调度大屏输电网单线图厂站布局后的自动布线方法，其特征在于该方法具体是：首先顺序走线，然后优化走线；　　所述的顺序走线包括：步骤（１）设置廊道宽度；步骤（２）布置变电站出线；步骤（３）线路顺序走线；步骤（４）布置单线图中断路器图元及辅助标识；　　所述的优化走线包括：步骤（５）拆线重布线和步骤（６）整体均匀走线调整　　步骤（１）设置廊道宽度；廊道为变电站矩形框之间的空间，包括横向廊道和纵向廊道；廊道的宽度首先根据具体图纸要求大小和电网的规模进行设定，在后续整体优化后进行调整；如下：（１）若共轭点未被其他线使用过，离变电站近的引线使用该交叉点，离变电站远的引线使用该共轭点；（２）若共轭点已被其他线使用过，则离变电站近的引线使用该交叉点，而离变电站远的引线使用交叉点与共轭点形成的长方形的另一条对角线形成斜线；　　非保护性拆线重布线方法如下：出现交叉时，不仅将交叉部分进行改线，而且其余部分要使用新的线道；　　所述的非保护性拆线重布线方法采用线段交换法、翻转法或折线降维法；所述的线段交换法：“口”字型交叉，即两条线路交叉形成２个交叉点，设为Ｔ１、Ｔ２；的情况，同时设该“口”字型另两个折点在Ｌ１线上分别标识为Ｂ１、Ｃ１，则有２种情况：１若两个交叉点形成的线段Ｔ１－Ｔ２在某一条线路上，则该线段换为Ｌ１使用，而其“口”字型的对应边线段Ｂ１－Ｃ１则由Ｌ１换到Ｌ２上；由于走线基本规则，此时Ｌ２将由于Ｂ１－Ｃ１换了线道，其整体将形成新的线道；２若两个交叉点形成的线段Ｔ１－Ｔ２不在某一条线路上，则两线各占用一个交叉点，进行其交叉点的延长线的平行改换线道；　　所述的翻转法：对于同行或列变电站之间的走线，如果向下或向上翻转后可以减少或消除交叉点，则走线向下或向上翻转；　　所述的折线降维法：在不增加交叉点的情况下，采用两折线取代四折线的走法；　　顺序走线完成后，将对全图进行交叉点的搜索，并根据交叉点的类型，分别选择采用以上提出的“保护性拆线重布线”和“非保护性拆线重布线”两类拆线方法，作为搜索引擎优化算法的策略库，来最小化布线线路的交叉，至此完成自动布线。步骤（２）布置变电站出线；变电站的出线布置，首先向对侧变电站的方位出线；然后出线围绕变电站矩形框均匀布置；　　步骤（３）线路顺序走线；顺序走线是指按照１）布局后的变电站离散坐标位置先上后下，先左后右的顺序；２）出线方向顺时针顺序，依据走线规则进行顺序布线；已经布好的线独占使用的空间，对于...

【技术特征摘要】
一种调度大屏输电网单线图厂站布局后的自动布线方法，其特征在于该方法具体是首先顺序走线，然后优化走线；所述的顺序走线包括步骤(1)设置廊道宽度；步骤(2)布置变电站出线；步骤(3)线路顺序走线；步骤(4)布置单线图中断路器图元及辅助标识；所述的优化走线包括步骤(5)拆线重布线和步骤(6)整体均匀走线调整步骤(1)设置廊道宽度；廊道为变电站矩形框之间的空间，包括横向廊道和纵向廊道；廊道的宽度首先根据具体图纸要求大小和电网的规模进行设定，在后续整体优化后进行调整；步骤(2)布置变电站出线；变电站的出线布置，首先向对侧变电站的方位出线；然后出线围绕变电站矩形框均匀布置；步骤(3)线路顺序走线；顺序走线是指按照1)布局后的变电站离散坐标位置先上后下，先左后右的顺序；2)出线方向顺时针顺序，依据走线规则进行顺序布线；已经布好的线独占使用的空间，对于后续的线来说形成障碍，即后续走线采用避让算法加以避让，防止线路出现完全或部分重叠；所述的避让算法主要应用迷宫算法的思想，即将已经存在的线路当成是障碍，在后续的走线过程中，绕开这些障碍，从而达到防止重叠的目的；避让算法的具体实现步骤如下每当新增一条新的线路时，要判断按照常规所计算的路径上是否有已经存在的线路，如果是，则要在原有的计算路径上增加一定的避让值进行避让，再做是否避让判断；如果仍需要避让则再加一定的避让值，直到不需要避让为止，才能确认新线路的路径；该避让一直进行到超过布线廊道的空间限制，其遗留的交叉在后续优化算法中处理；步骤(4)布置单线图中断路器图元及辅助标识；所述的辅助标识包括线路、潮流和设备状态挂牌标识；断路器图元为一小矩形框，布置在变电站出线侧；线路名称放在该线路中段线段上侧或右侧；断路器左侧或上侧布置潮流量；断路器右侧或下侧布置设备状态挂牌标识；步骤(5)拆线重布线；拆线重布线是对形成交叉点的两条线路进行重新布线，以解除其交叉点；拆线重布线采用“保护性拆线重布线方法”或“非保护性拆线重布线方法”，作为搜索引擎优化算法的策略库，来最小化布线线路的交叉；所述的保护性拆线重布线方法当其出现交叉时，仅仅将交叉的空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：章坚民，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]