一种电网运行方式图的自动规划生成算法制造技术

本发明专利技术涉及本发明专利技术的一种电网运行方式图的自动规划生成算法，获取电网所有站点和线路信息后，基于启发式搜索自动生成运行方式图，包括预处理站点集，自动生成的主线路和经处理后的支线路。核心在于自动生成除支线外线路的运行方式图；构建画布，将所有站点采用画圆算法以对应半径的圆画在画布上，循环调用自主优化的核心启发式搜索寻址算法自动寻路生成规划，再对最佳路径采用减少拐点算法进行优化。本发明专利技术基于人工智能经典的启发式A*寻路算法设计运行方式图规划生成，即输电线接线路自动规划生成，能够满足实际需求。能够满足实际需求。能够满足实际需求。

【技术实现步骤摘要】
一种电网运行方式图的自动规划生成算法


[0001]本专利技术涉及电网线路规划领域，尤其涉及一种电网运行方式图的自动规划生成算法。

技术介绍

[0002]电网可视化一直是电网中比较重要的研究课题。电网接线图能够反映出厂站和线路之间的拓扑情况,是电网的调度、检修、计划等部门常用的参考。
[0003]目前，本领域通常采用基于最小Steiner树的输电网线路规划的可视化技术、基于道路网的路径规划技术、机器人机械臂的路径规划技术等方式实现，但是后两者技术虽然研究方向类似但对于专业定制性太强，不能直接用于电网可视化方式图的生成，不能完成具体电网生成的业务需求。对比最小Steiner树的输电网线路规划的可视化技术，数学推理证明Steiner树的方法证明起来非常困难，特别是随着节点的增加，使用数学推导的方法得到最小Steiner树几乎不可能实现。利用模拟退火算法或蚂蚁算法也只能求得近似解，并且随着问题规模的增大，算法的时间复杂度大大增加。
[0004]鉴于此，如何实现电网及类似网络的最优路径，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供电网运行方式图的自动规划生成算法，基于人工智能经典的启发式A*寻路算法设计运行方式图规划生成，即输电线接线路自动规划生成，能够满足实际需求。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种电网运行方式图的自动规划生成算法，获取电网所有站点和线路信息后，基于启发式搜索自动生成运行方式图，包括预处理站点集，自动生成除支线外线路的运行方式图和经处理后的支线路，具体包括如下步骤：
[0008]步骤一，预处理站点集；获取所有站点和线路信息，将每个站点的起点和终点坐标保存在线路信息中；对于有相同起点、终点的线路，进行垂直于起点到终点连线的斜率合理等分偏移，利用等分点算法求出每条线路对应的偏移量，重新更新起点和终点坐标并保存在线路信息中；
[0009]步骤二，自动生成除支线外线路的运行方式图；构建画布，将预处理过的站点采用画圆算法以对应半径的圆画在画布上，循环调用自主优化的核心启发式搜索寻址算法自动寻路生成规划，再对最佳路径采用减少拐点算法进行优化；
[0010]步骤三，处理支线路；在支线路中采用两点直线过网格算法筛选支线路结束点，修改并更新支线路信息，以支线路结束点重新绘制支线路，从而构成最终支线路。
[0011]进一步地，步骤一中预处理站点集的具体步骤包括：
[0012]S11，获取站点集、除支线外线路集信息，从线路集中获取一条线路，判定线路类
型，若为非支线路，则执行下一步；
[0013]S12，根据获取的线路信息，获取该线路的起点、终点坐标并保存在线路信息中，计算相同起点、终点的线路，采用哈希映射以起点id+终点id作为key，添加到同一集合中作为权重；
[0014]S13，判定相同起点、终点线路的条数，若不止一条，则根据起点和终点的坐标计算偏移斜率，再根据相同线路条数，起点、终点和最小站点的半径，利用等分点算法计算每条相同线路对应的偏移量，最后根据偏移量更新需要偏移线路的起点和终点的坐标并保存在线路信息中，完成预处理站点集。
[0015]进一步地，步骤二中自动生成除支线外线路，循环调用自主优化的核心启发式搜索寻址算法自动寻路，具体步骤为：
[0016]S21、初始化线路信息的起点、终点、开放列表和封闭列表，并将起点放入开放列表中；
[0017]S22、判断开放列表是否为空，若是，则判断是否找到结束，若未找到则输出“未找到结束点”；若开放列表不为空，选取开放列表中的最小代价结点作为当前结点，并将当前结点放入封闭列表中；
[0018]最小代价节点的计算方式为：F＝G+H，G值为起点到当前结点的代价，G＝上一结点G值*gMultiple+移动到下一子节点的代价+拐点代价+线路重叠代价，H＝hMultiple*当前结点到终点的曼哈顿距离；
[0019]S23、在开放列表中加入当前结点下四周内可加入的邻结点；邻结点不可以是阻碍点和超出二维数组范围的点；
[0020]S24、判断终点是否在封闭列表中，若在，则表明找到一条线路方案，利用回溯法从终点开始往起点绘制线路。
[0021]进一步地，步骤24中寻找四周可加入结点的具体方式为：
[0022]S2301，以当前结点坐标为中心，获取四周其它结点的坐标，依次判断结点坐标是否出界、是否为阻碍点，若是则不作处理；若否，则进入下一步骤；
[0023]S2302、将当前结点作为邻结点的父节点，计算出邻结点G值和H值；
[0024]S2303、判断邻结点是否已经存在开放列表中，若否，则给邻结点赋值G、H和父节点一并加入到开放列表中；若是，则比较此邻结点和已存在开放列表的邻结点的G值，若已存在的邻结点的G值大，则删除已存在的邻结点，加入此邻结点至开放列表中。
[0025]进一步地，利用回溯法绘制终点至起点的线路，获取线路中所有拐点，采用减少拐点算法优化线路中的拐点，具体步骤包括：
[0026]S2401、设置起终拐点集为turnlist，设置初始值a为0，i为1；
[0027]S2402、遍历起终拐点集中所有结点，判断a是否小于turnlist.size
‑
2，若否，则去到S2404；若是，则将turnlist的第a点取出作为node；
[0028]判断i是否小于turnlist.size
‑1‑
a，若否，则返回S2402；若是，则计算出node直线连接turnlist中的第size
‑
i个经过的点作为touchedlist；
[0029]S2403、判断touchedlist中是否有阻碍点，若是，则返回S2402；若否，则计算出node到size
‑
i点的斜线g值是否小于直线g值，若斜线g值大于直线g值，则返回S2402，若斜线g值小于直线g值，则将turnlist中的点从a+1到size
‑
i个点删除；
[0030]S2404、返回起点终点和减少后的拐点。
[0031]进一步地，步骤三中筛选支线路结束点的具体步骤包括：
[0032]S31、删除起点圆周阻碍点；获取支线路起点，获取支线路所对应的联线起终点拐点集connlist；i赋值为0；miniG赋值为设定值；
[0033]S32、判断i是否小于connlist.size
‑
1，若否，则进入S36步骤；若是，则进行下一步骤；
[0034]S33、pointNodes赋值为connlist的第i个和第i+1个直连点集；j赋值为pointNodes.size；
[0035]S34、判断j是否小于pointNodes.size
‑
1，若否，则返回S32；若是，将支线结束点作为pointNodes本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网运行方式图的自动规划生成算法，其特征在于，获取电网所有站点和线路信息后，基于启发式搜索自动生成运行方式图，包括预处理站点集，自动生成除支线外线路的运行方式图和经处理后的支线路，具体包括如下步骤：步骤一，预处理站点集；获取所有站点和线路信息，将每个站点的起点和终点坐标保存在线路信息中；对于有相同起点、终点的线路，进行垂直于起点到终点连线的斜率合理等分偏移，利用等分点算法求出每条线路对应的偏移量，重新更新起点和终点坐标并保存在线路信息中；步骤二，自动生成除支线外线路的运行方式图；构建画布，将预处理过的站点采用画圆算法以对应半径的圆画在画布上，循环调用自主优化的核心启发式搜索寻址算法自动寻路生成规划，再对最佳路径采用减少拐点算法进行优化；步骤三，处理支线路；在支线路中采用两点直线过网格算法筛选支线路结束点，修改并更新支线路信息，以支线路结束点重新绘制支线路，从而构成最终支线路。2.根据权利要求1所述的自动规划生成算法，其特征在于，步骤一中预处理站点集的具体步骤包括：S11，获取站点集、除支线外线路集信息，从线路集中获取一条线路，判定线路类型，若为非支线路，则执行下一步；S12，根据获取的线路信息，获取该线路的起点、终点坐标并保存在线路信息中，计算相同起点、终点的线路，采用哈希映射以起点id+终点id作为key，添加到同一集合中作为权重；S13，判定相同起点、终点线路的条数，若不止一条，则根据起点和终点的坐标计算偏移斜率，再根据相同线路条数，起点、终点和最小站点的半径，利用等分点算法计算每条相同线路对应的偏移量，最后根据偏移量更新需要偏移线路的起点和终点的坐标并保存在线路信息中，完成预处理站点集。3.根据权利要求1或2所述的自动规划生成算法，其特征在于，步骤二中自动生成除支线外线路，循环调用自主优化的核心启发式搜索寻址算法自动寻路，具体步骤为：S21、初始化线路信息的起点、终点、开放列表和封闭列表，并将起点放入开放列表中；S22、判断开放列表是否为空，若是，则判断是否找到结束，若未找到则输出“未找到结束点”；若开放列表不为空，选取开放列表中的最小代价结点作为当前结点，并将当前结点放入封闭列表中；最小代价节点的计算方式为：F＝G+H，G值为起点到当前结点的代价，G＝上一结点G值*gMultiple+移动到下一子节点的代价+拐点代价+线路重叠代价，H＝hMultiple*当前结点到终点的曼哈顿距离；S23、在开放列表中加入当前结点下四周内可加入的邻结点；邻结点不可以是阻碍点和超出二维数组范围的点；S24、判断终点是否在封闭列表中，若在，则表明找到一条线路方案，利用回溯法从终点开始往起点绘制线路。4.根据权利要求3所述的自动规划生成算法，其特征在于，步骤24中寻找四周可加入结点的具体方式为：S2301，以当前结点坐标为中心，获取四周...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆国铭，周俊宇，吴海江，唐鹤，陈晓彤，亓玉国，李伟，区允杰，钟童科，黄炳翔，梁锦来，陈凯阳，花洁，陈刚，胡福金，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：