基于目标导向的配网图形自动生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于目标导向的配网图形自动生成方法，通过拓扑模型抽取、对象识别、图元布局及智能布线等过程的实施，完成了从电网模型到图形的无缝转变，达到了自动生成满足电网运行管理人员预期效果的配网一次接线图的目标，解决了依靠人工绘图和从不同系统导图的效率低、易出错、各系统图形接口标准不统一、使用难度大等问题，为全面提升配电网精益化管理水平，满足城镇化建设对配电网业务应用提出的更高要求提供了技术保障。

【技术实现步骤摘要】
基于目标导向的配网图形自动生成方法
本专利技术属于配电自动化系统
，具体涉及基于目标导向的配网图形自动生成方法。
技术介绍
配电网一次接线图是电力系统传递信息和知识的重要手段，是电网运行管理人员实际工作中不可缺失的重要工具，他们可以非常直观地通过配网单线图、联络图等，对配电网进行控制和管理。目前配网图形多采用人工绘制的方式或者从外部系统导入的方式来形成，然而随着城镇化进程的加速推进，配电网需要进行大规模扩张和改造，这使得配电网接线图变得不仅结构复杂、信息量大且变化频繁，若单纯依靠人工绘制接线图则非常困难且工作量巨大易出错；若依靠从外部系统导入的方式来形成接线图，又会面临由于各业务系统之间对相同电力设备图元缺乏统一的定义标准，导致图形容易出错且不够美观的窘境，因此上述两种图形绘制方式都难以适应当前城镇化建设对配电网提出的生产建设和发展要求。为此亟需充分利用先进的计算机技术，实现快速、准确、有序地自动生成配网图形的目标，解决依靠人工绘制成图和从不同系统导图带来的一系列问题，全面提升配电网精益化管理水平，为建设坚强智能电网提供信息化保障。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于目标导向的配网图形自动生成方法，达到了自动生成满足电网运行管理人员预期效果的配网一次接线图的目标，解决了依靠人工绘制成图和从不同系统导图的效率低、易出错、各系统图形接口标准不统一，使用难度大等问题，为满足城镇化建设对配电网业务应用提出的更高要求提供了技术保障。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：基于目标导向的配网图形自动生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）根据一体化电网模型信息及用户成图需求，抽取一次图模型对象；（2）对一次图模型对象进行识别；（3）对模型对象进行层次布局、优化，完成图元位置布局；（4）根据布局后的图元位置，进行智能布线。进一步地，上述步骤（1）中，一次图模型对象的抽取过程为：基于一体化电网模型根据不同的需求类型及参数对象，通过请求不同的拓扑服务，获得设备对应的属性，通过获取的设备属性，组装成自动成图应用中间格式文件。进一步地，所述中间格式文件描述如下：S-MODEL:{S0，devSet，V，R}其中：S0：为起点节点号集合，成图算法处理时，以此集合中的节点对象为起点；devSet：一次设备集合，包含每个设备对象的基本属性；V：子模型的所有设备的节点集合；S0⊂V；R：{r|r∈devSet×V}.描述设备对象和节点集合的关系。进一步地，上述步骤（2）中，对象识别的过程为：1）从S-MODEL中的集合V遍历各个母线节点对象，压入队列；2）弹出首节点，将与首节点通过开关、刀闸的关联的未访问过的节点压入队列；3）队列为空时停止一次组合识别；否则转上一步。进一步地，上述步骤（3）中，图元位置布局的过程为：1）从初始节点开始，进行基于节点的宽度优先遍历，分配各个节点对象的逻辑坐标，并进行上下移动、交换，完成节点初步布局；2）根据应用需求，在进行宽度搜索时，对组合设备的端子节点进行了排序，保证最右侧的端子关联的下一层节点在最上面；3）依据节点类型及节点的度信息进行节点的优化调整。进一步地，上述步骤（4）中，智能布线的过程为：1）在各个节点对象完成初始布局后，计算各个节点所占的最大方格数，即为整个图形的节点大小，根据节点坐标及节点位置大小，增加水平、竖直通道，重新进行坐标变换，放置各个节点对象；2）依次遍历“边”对象，根据各个边两端的节点对象，判断其类型及相对位置，指定左侧、右侧节点，并保证两节点的相对位置为：水平、竖直、右上、右下四种。3）根据“边”对象两端节点的属性信息及相对位置，计算该边的连接线段及每个线段在所属通道中的轨道序号。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：①本专利技术提供的方法，通过拓扑模型抽取、对象识别、图元布局及智能布线等过程地实施，完成了从电网模型到图形的无缝转变，达到了自动生成配网单线图、联络图、环网图、供电路径图目的；②本专利技术提供的方法，有效解决了依靠人工绘制图形工作量大，效率低下，易出错的问题；③本专利技术提供的方法，有效解决了从不同系统导图，所面临的系统图形接口难实现、图形不美观，使用难度大的问题。附图说明图1是本专利技术提供的配网自动成图流程示意图；图2是本专利技术提供的单母组合结构图；图3是本专利技术提供的双母组合结构图；图4是本专利技术提供的节点布局过程示意图；图5是本专利技术提供的开关对象排序中权重居中示意图；图6是本专利技术提供的开关对象排序中名称排序示意图；图7是本专利技术提供的图元布局中单点设备示意图；图8是本专利技术提供的图元布局中双节点设备示意图；图9是本专利技术提供的图元布局中组合设备示意图；图10本专利技术提供的图元布线示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。如图1，本专利技术提供基于目标导向的配网图形自动生成方法，自动成图的主要过程包括拓扑模型抽取、对象识别、图元布局及智能布线等。在基于标准的CIM模型，完成电网的统一建模工作后，成图算法利用拓扑搜索抽取出需要的子模型对象，通过节点布局、图形布线过程自动生成配网一次接线图模型对象。根据不同的成图需求及参数对象，通过请求不同的拓扑服务，获得设备对应的属性（名称、ID、节点号、颜色、所示馈线等）。本专利技术主要列举了单线图、联络图、区域图等需求类型，除此以外本专利技术还支持多种扩展图形类型。为保证具体应用的松耦合性，屏蔽不同系统平台的差异性，在通过获取的设备属性后，以中间格式文件描述一次图模型，描述如下：S-MODEL:{S0，devSet，V，R}其中：S0：为起点节点号集合，成图算法处理时，以此集合中的节点对象为起点；devSet：一次设备集合，每个设备对象包括ID、名称、电压等级色、所属线路等基本属性；V：子模型的所有设备的节点集合；S0⊂V；R：{r|r∈devSet×V}.描述设备对象和节点集合的关系。在完成模型抽取，构建成中间格式文件后，即可进行对象识别。即根据母线信息，构建组合设备对象。对象的识别主要目标是要解决在配网单线图成图过程中，如何构建组合设备对象（环网柜、分支箱、配电所等）。具体的识别过程如下：1．从S-MODEL中的集合V遍历各个母线节点对象，压入队列；2．弹出首节点，将与首节点通过开关、刀闸的关联的未访问过的节点压入队列；3．队列为空时停止一次组合识别；否则转上一步；通过上述过程即形成一个组合设备的处理，同时基于电气约束，可考虑将与母线节点直接连接的电缆对象（L）作为异常情况进行标注，如图2所示。除单母线组合对象外，还需要考虑多母线组合的对象，如图3所示。不难看出，通过上述识别过程，可以从节点N搜索到节点S1、…、S4、N1’、S1’、…、S4’，其中S1、…、S4和S1’、…、S4’定义为该组合设备的外部端子节点。总的搜索范围可能包括多个母线对象，这里需要按母线进行分组，即母线N（S1、…、S4）；母线N’（S1’、…、S4’），同时可考虑根据母线名称建立N（XX#I母）、N’（XX#II母）的顺序关系。节点布局过程如图4所示。从初始节点开始，基于节点的宽度优先（BFS）遍历，分配各个节点对象的逻辑坐标，并进行一定的上下移动后，即完成了节点的初步布局工作。其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于目标导向的配网图形自动生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）根据一体化电网模型信息及用户成图需求，抽取一次图模型对象；（2）对一次图模型对象进行识别； （3）对模型对象进行层次布局、优化，完成图元位置布局；（4）根据布局后的图元位置，进行智能布线。

【技术特征摘要】
1.基于目标导向的配网图形自动生成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）根据一体化电网模型信息及用户成图需求，抽取一次图模型对象；（2）对一次图模型对象进行识别；（3）对模型对象进行层次布局、优化，完成图元位置布局，所述图元位置布局的过程为：1）从初始节点开始，进行基于节点的宽度优先遍历，分配各个节点对象的逻辑坐标，并进行上下移动、交换，完成节点初步布局；2）根据应用需求，在进行宽度搜索时，对组合设备的端子节点进行了排序，保证最右侧的端子关联的下一层节点在最上面；3）依据节点类型及节点的度信息进行节点的优化调整；（4）根据布局后的图元位置，进行智能布线。2.如权利要求1所述的基于目标导向的配网图形自动生成方法，其特征在于，上述步骤（1）中，一次图模型对象的抽取过程为：基于一体化电网模型根据不同的需求类型及参数对象，通过请求不同的拓扑服务，获得设备对应的属性，通过获取的设备属性，组装成自动成图应用中间格式文件。3.如权利要求2所述的基于目标导向的配网图形自动生成方法，其特征在于，所述中间格式文件描述如下：S-MODEL:{S0，devSet，V，R}其中：S0：为起点节点号集合，成图算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仰东，陈连杰，韩韬，孙保华，杜红卫，欧阳文，赵勇，周养浩，夏崇镨，张佳琦，
申请(专利权)人：国家电网公司，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11