一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法技术

本发明专利技术提供了一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法，实现了一种面向对象组件化建模、并能虚拟灵活装配的电网设备设施三维组件化模型库，通过对电力设备各组件部件高精度三维模型的分类、标识设计，使得电力设计和管理行业使用的三维模型由单一实体模型加载渲染发展到依据不同设备组件来进行精确描述和设计的阶段，能够大幅减少电力工程三维数字化设计工作量，并显著提高电网三维GIS系统运行速度与效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统三维地理信息系统与电力工程设计
，尤其涉及一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法。
技术介绍
电网GIS系统是将电网企业的发、输、变、配、用电各环节的设备设施的地理位置、生产运行、经营管理等信息与二/三维地形、地貌、地物等基本地理信息进行有机整合与发布展示的统一系统。近年来电网二维GIS技术在电力行业的生产、设计、运行和管理方面已得到深入广泛的应用，并取得较好的效果，但由于二维GIS无法直观高效地表现变电站内部与输配电线路等电网设备设施之间的空间位置关系，因此在工程勘测设计中处理交叉跨越、管线分布、三维空间复杂连接等实际工作时仍显得力不从心。近年来，三维GIS技术得到了蓬勃发展，并在大规模地形显示、空间数据管理和空间数据分析等方面都取得了突破性的进展，在电力系统中的应用日益广泛，在电力生产和管理上已经发挥了重要作用，为用户提供可靠的辅助决策手段与依据。目前电网三维GIS系统的主流三维建模技术是使用基于ACIS 内核的三维设计软件构造，各种线框、曲面、实体造型经由几何变换形成带有三维显示特征的模型，这种模型提供了着色、消隐等三维可视化效果，能够满足基本的展示需要，但该方式存在一定的不足之处，主要表现在：1、直接将三维建模技术生成的模型加载到三维环境中并不能充分反映电力设备的三维特征，具体表现在主流三维模型是作为一个统一实体来加载和渲染的，不能很好反映设备组件的具体状态、相互关系和精细特征；2、主流三维模型将由众多电网设备设施所构成的复杂群体组织作为一个实体对象进行创建、加载和渲染，一方面提高了模型运行环境要求，加大了模型库维护难度，另一方面运行效率相对也较低；申请号为201110241288.8的专利技术提供一种三维电力网络的建设方法及装置，该方法包括以下步骤：根据电网数据模型和电网数据库建立电网建设对象，记录真实电网建设的时间戳信息，建设基于时间戳的电网建设对象成果数据库；设计电网数据模型的线性参考机制、网络拓扑模型机制，建设基于空间拓扑分析的关联成果数据库；使用基于时间戳的数据库索引技术对所述关联成果数据库建立时空索引信息，并将所述时空索引信息存储在所述关联成果数据库中，完成三维电力网络的建设。本专利技术的方法及装置实现了与真实建设资料和建设环境相匹配的电网建设过程的三维可视化模拟，为电网改造、电网建设管理提供了更加高效直观的管理手段。申请号为201110200653.0的专利技术公开了电网三维设计成果数据管理系统及数字化管理方法。该系统包括:三维设计成果数据管理设备、与所述数据管理设备连接的接口转换设备、与所述接口转换设备连接的业主端,其中,所述数据管理设备,用于记录电网三维设计成果;所述接口转换设备,用于建立转换关系,将所述转换关系和所述电网三维设计成果数字化无缝移交给业主端;所述业主端,根据所述转换关系将所述电网三维设计成果读取并保存到本地磁盘文件当中。采用本专利技术,提供了电网三维设计成果数据管理系统及其数字化管理方法,这一整套技术方案填补了目前在国内这一领域的技术空白。从根本解决电网三维设计成果与施工、运行、管理、监控相脱节的实际状况,提升了电网设计、建设和管理的技术水平和工作效率。综上所述，为实现电力设备设施的三维精细表达，以及方便对设备空间配置关系进行分析，需要设计构建一种面向对象的高精度三维组件化模型数据库，实现对实体电网在三维可视化环境中的高效和精确描述。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法，基于面向对象设计思路来构建模型数据库，并在三维环境中针对不同组件模型的装配、加载和渲染进行控制。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法，采用面向对象设计方法，按照国网设备管理标准，对电力设备进行设备属性信息分类及设备组件标识设计，基于分类标识结果使用三维建模技术，创建高精度三维组件式电力设备模型，将各组件化模型按照其属性及关系进行存储，最终形成三维电力组件化模型数据库。三维组件式电力设备模型对电网设备设施的空间配置和设备组装关系进行研究，定义组装关系数据模型，基于数据模型来实现待定义设备组件模型的三维虚拟装配，得到完整的电网设备设施模型。电力设备属性信息分类是根据国家标准和国网电力设备标准，对电气设备进行树状结构分类，采用面向对象程序设计中的类继承机制，在基于三维GIS技术的电网建设、运行虚拟场景中，将电网及其设备间的拓扑关系从传统的二维转向了三维，从平面转向了立体。电网及其设备间的拓扑关系包括设备平面距离关系、设备相对空间关系以及设备内部各组件之间的空间耦合关系。电力设备组件标识按照设备的某些共性，将设备划分成易于管理的部分并分组，通过将设备分组，方便地组织设备数据，包括输电电气设备、输电附属设备、变电一次设备、变电二次设备、变电辅助设备、调度端设备。三维电力组件化模型数据库包括电网设备设施组件标识库、电网设备设施属性信息库、组装关系库与辅助数据库。三维电力组件化模型数据库的构件过程是将电力设备模型数据按照国家标准、行业标准和企业标准进行设备组件划分，并建立相应的高精度电力设备模型，依照设备分类和标识数据进行数据关联，建设三维电力设备模型数据库。电网设备设施组件化模型三维虚拟装配过程是指通过研究电电网设备设施组件模型的组织方式及配置关系来研究虚拟装配参数，根据实际电网建设资料来确定具体的组件式模型装配参数，从而使各不同部件的模型能够按照实际情况组合而成整体模型。本专利技术的有益效果主要体现在以下几个方面：1. 在立体环境中反映出输电线路、铁塔等电力模型组件的空间配置关系，实现电力设备设施的三维精细表达，为电力精细化三维设计工作打好基础；2. 在三维环境中针对不同组件模型的组合加载和渲染进行控制，提高模型数据库复用度和系统运行效率；3. 实现电网设备设施复杂模型三维虚拟装配，改善三维建模工作流程，减少实际工作量，提升工作效率；4. 本专利技术实现了一种面向对象组件化建模、并能虚拟灵活装配的电网设备设施三维组件化模型库，通过对电力设备各组件部件高精度三维模型的分类、标识设计，使得电力设计和管理行业使用的三维模型由单一实体模型加载渲染发展到依据不同设备组件来进行精确描述和设计的阶段，能够大幅减少电力工程三维数字化设计工作量，并显著提高电网三维GIS系统运行速度与效率。附图说明图1是本专利技术的三维电力设备模型数据库组成模块图。图2是本专利技术的三维电力设备模型虚拟装配流程图。图3是本专利技术的电力设备组件分类关系图。图4是本专利技术的三维电力设备模型数据库构建流程图。图5是本专利技术实施例输电铁塔模型虚拟装配流程图。具体实施方式如图1至图5所示，一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法，采用面向对象设计方法，按照设备管理标准对电力设备进行设备分类及标识设计，基于分类标识结果使用三维建模技术创建高精度三维组件式电力设备模型，将各组件化模型按照其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法，其特征在于：采用面向对象设计方法，按照国网设备管理标准，对电力设备进行设备属性信息分类及设备组件标识设计，基于分类标识结果使用三维建模技术，创建高精度三维组件式电力设备模型，将各组件化模型按照其属性及关系进行存储，最终形成三维电力组件化模型数据库。

【技术特征摘要】
1.一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法，其特征在于：采用面向对象设计方法，按照国网设备管理标准，对电力设备进行设备属性信息分类及设备组件标识设计，基于分类标识结果使用三维建模技术，创建高精度三维组件式电力设备模型，将各组件化模型按照其属性及关系进行存储，最终形成三维电力组件化模型数据库。
2.如权利要求1所述的一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法，其特征在于：三维组件式电力设备模型对电网设备设施的空间配置和设备组装关系进行研究，定义组装关系数据模型，基于数据模型来实现待定义设备组件模型的三维虚拟装配，得到完整的电网设备设施模型。
3.如权利要求2所述的一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法，其特征在于：电力设备属性信息分类是根据国家标准和国网电力设备标准，对电气设备进行树状结构分类，采用面向对象程序设计中的类继承机制，在基于三维GIS技术的电网建设、运行虚拟场景中，将电网及其设备间的拓扑关系从传统的二维转向了三维，从平面转向了立体。
4.如权利要求3所述的一种电网设备设施三维组件化模型数据库的建立方法，其特征在于：电网及其设备间的拓扑关系包括设备平面距离关系、设备相对空间关系以及设备内部各组件之间的空间耦合关系。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑征，张海宁，许长清，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11