基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法技术

本发明专利技术公开了基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法，包括基于电压级或间隔为二次设备分配描述；构建二次回路数据模板；基于间隔局部设备功能区域的连接关系匹配数据模板库，通过典型模板信息流表提取功能区域连接信息，并将功能区域连接信息转化为实际设备端子间连接，完成变电站二次回路设计。本发明专利技术将二次设备的功能区域与二次回路的设计进行相互转化，构建变电站二次回路的数据模板；通过对图形匹配算法VF2进行改进，实现了数据模板的数字化保存以及通过数据模板局部信息快速匹配间隔完整信息，通过匹配后数据模板的功能区域连接逆向转化为设备接线端子间连接，实现了二次回路自动设计，提升二次系统的数字化设计水平。数字化设计水平。数字化设计水平。

【技术实现步骤摘要】
基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法


[0001]本专利技术涉及基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法，属于变电站设计


技术介绍

[0002]目前变电站的二次系统回路设计，设计院主要是依据二次设备制造商提供的屏柜电气CAD原理图绘制电气二次回路原理图及接线图等工程图纸。但相较于一次系统，变电站二次系统回路繁多，功能回路复杂，目前仍无统一的标准指导二次回路的设计，设计师需要用自身的经验完成整个二次系统的各种回路功能实现、电缆敷设等。设计过程主要采用人工绘制的方式，这就使得设计过程中存在设计效率低下、错误率高、校验图纸费时费力等问题。
[0003]二次回路的设计有其特殊的地方，如回路复杂、信号设备众多等等；但是在二次回路的设计中也有其共同的地方，如不同工程的间隔设计、间隔内的不同功能之间设计区域相同等，因此二次回路设计具备采用模板的条件。目前也有一些基于图形模板套用的应用，大多是通过将工程中的CAD典型间隔图纸作为模板，在其他工程进行应用和修改。但是由于是通过CAD图纸对模板进行存储，一是内部的具体连接关系无法通过结构化数据体现，从而无法体现模板之间的差异，二是图形模板的匹配是通过人工匹配，时间长了就无法准确匹配和套用，三是由于图纸模板停留在图形上并未将连接数据结构化，在后续自动设计连接等高级应用开发也受到了限制。
[0004]因此，在电力系统数字化水平不断提高的今天，依据二次回路设计特点和当前应用现状，十分有必要提出一种新的二次回路设计模板和模板匹配设计方法，从而为二次回路的自动设计奠定基础，提升二次设备数字化设计水平。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法，通过局部设计信息快速匹配完整的数据模板，最终通过典型模板信息流表提取间隔连接信息完成自动设计，解决了二次设计模板的数字化问题，提升二次设备数字化设计水平。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供基于设备功能区域和数据模板匹配的变电站二次回路设计方法，包括：
[0007]基于电压级或间隔为二次设备分配描述；
[0008]根据二次设备分配描述区分二次设备，并基于所区分的二次设备构建二次回路数据模板，并建立数据模板库；
[0009]基于间隔局部设备功能区域的连接关系匹配数据模板库，通过典型模板信息流表提取连接信息，完成变电站二次回路设计。
[0010]进一步地，所述基于所区分的二次设备构建二次回路数据模板，包括：
[0011]将二次设备的设备逻辑功能划分为若干功能区域并分别进行标记；
[0012]基于间隔二次回路设计的回路连接关系提取间隔设计涉及到的功能区域，将二次回路设计中的回路连接关系转化为功能区域的连接关系；
[0013]将功能区域的连接关系转换为拓扑图形，计算并存储拓扑图形信息，构建二次回路数据模板；
[0014]其中，所述功能区域的划分依据包括位置名称、电压等级和主线形式。
[0015]进一步地，间隔设计涉及到的功能区域，包括：
[0016]作为二次回路设计模板所设涉及到的设备，以及所有设备在该二次回路设计模板中所用到的功能区域。
[0017]进一步地，在将二次回路设计中的回路连接关系转化为功能区域的连接关系时，不同二次设备功能区域之间至少有一个连接时，记为一个功能区域连接。
[0018]进一步地，所述将功能区域的连接关系转换为拓扑图形，包括：
[0019]二次设备作为节点，二次设备的功能区域作为节点的端口，二次设备功能区域之间的连接作为边界；
[0020]依据功能区域的连接关系，通过边界连接节点的端口，完成拓扑图形的构造。
[0021]进一步地，计算并存储拓扑图形信息，构建二次回路数据模板，包括：
[0022]按照实际间隔的二次设备的名称进行实例化，基于实例化的二次设备的信息构建从表1，所述从表1包括二次设备名称、二次设备的描述和二次设备的属性；
[0023]构建主表，用于存储当前二次回路数据模板的信息，包括二次设备列表、二次设备功能区域间的连接列表、二次设备的描述和当前二次回路数据模板的独有的Hash值，所述Hash值采用图形匹配算法VF2获取；
[0024]基于功能区域的标记信息和二次设备的描述信息，将功能区域的连接关系抽象为节点和端口，其中功能区域表征为端口，节点为二次设备，存储端口和节点的连接信息，构建从表2；节点的连接信息包括节点连接的起点节点和终点节点，以及节点连接端口；
[0025]提取间隔二次回路设计的回路连接关系构造信息流库；所述信息流库包含起点功能区域代码、起点二次设备代码、终点功能区域代码、终点二次设备代码、信息类型和信息要求。
[0026]进一步地，所述基于间隔局部设备功能区域的连接关系匹配数据模板库，包括：
[0027]在建立数据模板库之后，通过改进的图形匹配算法VF2，实现二次回路数据模板的子图与数据模板库的匹配。
[0028]进一步地，所述通过改进的图形匹配算法VF2，实现二次回路数据模板的子图与数据模板库的匹配，包括：
[0029]采用的相同节点时，若父图的边界存在而子图的边界不存在，则将父图和子图归属为同一种图形，在匹配时将父图的该边界清除后进行匹配；
[0030]若存在多条边的两个节点，通过遍历匹配之后若父图的边界节点可以容纳子图则认为该节点所对应的边界可以替换为子图的边界；
[0031]将拓扑图形输入到改进后的图形匹配算法中，判断间隔局部设备功能区域的连接关系是否与父图同构，若同构则与数据模板库进行匹配。
[0032]进一步地，所述通过典型模板信息流表提取连接信息，完成变电站二次回路设计，
包括：
[0033]在完成实际间隔数据模板的匹配之后，将设备功能区域与数据模板进行匹配，功能区域连接重新转化为设备端子间的连接，从而完成二次回路的设计。
[0034]进一步地，功能区域连接重新转化为设备接线端子间的连接，包括：
[0035]依据将设备不同功能模块转为功能区域的逻辑，逆向转化功能区域连接为设备接线端子间的连接，将功能区域连接映射到实际接线端子间连接。
[0036]本专利技术所达到的有益效果：
[0037]本专利技术提供基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法，通过将二次设备的功能区域与二次回路的设计进行相互转化，构建变电站二次回路的数据模板，通过对图形匹配算法VF2进行改进，实现了数据模板的数字化保存以及通过数据模板局部信息快速匹配间隔完整信息。
[0038]通过匹配后数据模板的功能区域连接逆向转化为设备接线端子间连接，实现了二次回路自动设计，从而在二次屏柜设计时从源头解决目前变电站二次系统设计效率低下、错误率高的问题，提升二次系统的数字化设计水平。
附图说明
[0039]图1是本专利技术实施例提供的基于设备功能区域和模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法，其特征在于：包括如下步骤：基于电压级或间隔为二次设备分配描述；根据二次设备分配描述区分二次设备，并基于所区分的二次设备构建二次回路数据模板，并建立数据模板库；基于间隔局部设备功能区域的连接关系匹配数据模板库，通过典型模板信息流表提取连接信息，完成变电站二次回路设计。2.根据权利要求1所述的基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法，其特征在于：所述基于所区分的二次设备构建二次回路数据模板，包括：将二次设备的设备逻辑功能划分为若干功能区域并分别进行标记；基于间隔二次回路设计的回路连接关系提取间隔设计涉及到的功能区域，将二次回路设计中的回路连接关系转化为功能区域的连接关系；将功能区域的连接关系转换为拓扑图形，计算并存储拓扑图形信息，构建二次回路数据模板；其中，所述功能区域的划分依据包括位置名称、电压等级和主线形式。3.根据权利要求2所述的基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法，其特征在于：间隔设计涉及到的功能区域，包括：作为二次回路设计模板所设涉及到的设备，以及所有设备在该二次回路设计模板中所用到的功能区域。4.根据权利要求2所述的基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法，其特征在于：在将二次回路设计中的回路连接关系转化为功能区域的连接关系时，不同二次设备功能区域之间至少有一个连接时，记为一个功能区域连接。5.根据权利要求2所述的基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法，其特征在于：所述将功能区域的连接关系转换为拓扑图形，包括：二次设备作为节点，二次设备的功能区域作为节点的端口，二次设备功能区域之间的连接作为边界；依据功能区域的连接关系，通过边界连接节点的端口，完成拓扑图形的构造。6.根据权利要求5所述的基于设备功能区域和模板匹配的变电站二次回路设计方法，其特征在于：计算并存储拓扑图形信息，构建二次回路数据模板，包括：按照实际间隔的二次设备的名称进行实例化，基于实例化的二次设备的信息构建从表1，所述从表1包括二次设备名称、二次设备的描述和二次设备的属性；构建主表，用于存储当前二次回路数据模板的信息，包括二次设备列表、二次设备功能区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏国强，谢俊，姬生飞，牛元超，冯开锋，贾建梅，李兴华，朱明，袁天阳，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：