CN101488155A - 一种配电单线图自动生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配电单线图自动生成方法。目前采用人工进行绘制配电单线图，强度大、出错概率大，不适合复杂接线的单线图。本发明方法采用基于符合常规配电单线图布置原则的分级干线/支线配电数据模型下的具备自动构图要素的干线图元对象和支线图元对象，并由这两种基本图元构成递推的图形描述模型，通过最低级支线逐级向上进行图形参数识别，并生成其子图形，并逐级组装最后生成整条馈线的图形，逐级形成的图形独占空间。本发明中各支线的子图形均独占空间，支线子图形之间不存在重叠的可能。本发明任务简单，目标明确，易于计算机编程。

Description

一种配电单线图自动生成方法

技术领域

本发明属于自动化技术领域，涉及电力配电网系统的馈线单线图的图形模型，特别涉及从配电系统的一次设备及其连接关系采用分级干线/支线模型的数据形成自动构图方法，实现馈线单线图的自动生成。

背景技术

电力配电网系统主要是指电力系统电压等级为6-10kV线路及开关、配电变压器等一次设备组成的电力系统。配电网系统是电力系统面向用电直接客户、地理覆盖面最广的电网络，是电力系统发、输、变、配、用的最后环节，直接涉及到电力销售的实现，直接关切到用电直接客户的供电可靠性、供电质量。

电力配电网单线图是一种以平面方式展示从变电站馈线出口，到配电变压器的馈电线路的布线情况，以单线方式描述包括电源点、线路分支、线路开关、配电变压器等连接信息的一种图形，是电力系统进行配电网系统规划、设计、控制、运行、管理等日常频繁使用的最基本的图形。

常规的配电单线图布置原则是：以变电站馈线出口为出发点，将一条配电线路分解为1条0级分支，若干条1级分支，若干条2级分支等；而且一般偶数级分支水平放置，奇数级分支垂直放置；下级分支接入上级分支时，按接入点顺序上下(或左右)交错布置。现实中，配电网络是变化最为频繁的电网络，如(1)由于用户用电增长引起的增加支线或增加配电变压器；配电变压器台数及容量变更；(2)为满足经济供电，配电线路进行调整，采用线路分裂、负荷转移等线路结构变动等，则配电单线图必须及时变更以反映配电网实际状况。

目前，一般采用人工进行绘制配电单线图，人工强度大；对于复杂的配电网络，人工绘制将十分困难，而且容易出现差错，出现差错后也难以发现。即便供电企业采用计算机技术进行配电图形的管理或应用，由于没有成熟的自动构图原理与方法的支持，仍以在机器上人工绘制为主。配电单线图为供电企业规划、设计、自动化、调度、生产管理、运行管理、电力营销等诸多部门使用，各自维护造成重复的劳力或计算机系统开支，一旦该图纸与实际电网不一致，或各职能部门使用的图纸信息不同步或信息不一致，将可能造成工作失误，乃至重大差错。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于配电干线/支线模型的数据进行配电单线图自动生成的方法。

本发明方法具体是：

选定从变电站馈线出口的最长或支线最多的一条线路作为0级干线，设定其支线级别为0，将该干线按水平放置，接入0级干线的支线的支线级别为1；从前到后，支线级别为1的支线间隔布置在0级干线的上、下两侧，并与0级干线相垂直，其中接入顺序j为奇数的支线布置在0级干线的上侧，接入顺序j为偶数的支线布置在0级干线的下侧；每个支线级别为1的支线在0级干线一侧所占的空间S_j＝(X_q，j+X_h，j)×Y_j，其中X_q，j为此支线向前扩展的长度、x_h，i为此支线向后扩展的长度、Y_j为此支线的高度，接入顺序j为偶数的前后扩展方向与接入顺序j为奇数的前后扩展方向相反。则

接入顺序j为奇数的支线与前一支线的距离D_j·j-1＝X_q，j+X_q，j-1；

接入顺序j为偶数的支线与前一支线的距离D_j·j-1＝X_h，j+X_h，j-1；

接入顺序为1的支线的接入点到变电站馈线出口点的水平距离为x_q，1。

则0级干线总长度 $L_0=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(X_{q,j}+X_{h,j}),$ n为支线级别为1的支线的数量。

则0级干线所占的空间S₀＝(H_up+H_down)×L₀，其中

H_up为0级干线向上扩展的高度，H_up＝_max(Y_j)，j为奇数；

H_down为0级干线向下扩展的高度，H_down＝max(Y_j)，j为偶数。

以接入0级干线的支线级别为1的支线为下一支线级别支线的干线，接入的支线的支线级别为2，按照相同方法确定支线级别为2的支线在支线级别为1的支线一侧的扩展空间，此时支线级别为1的支线水平放置，其接入0级干线的接入点为前端。依此类推，确定每一支线级别的支线在上一支线级别支线一侧的扩展空间。如果同一支线级别两条支线间设置有开关，则将开关布置在两条支线接入上一支线级别支线的两个接入点中间，并且开关的两端距离两个接入点的距离为m为该线级别相邻两条支线间的距离。

自动生成配电单线图的方法是：

(1)对馈线的最低支线级别的支线(即线路末梢配变支线)进行构图，其X_q，j＝1·k、X_h，j＝1·k、Y_j＝2·k，k为制图中单位长度；

(2)对没有下级支线的支线(也是线路末梢配变支线)进行构图，其X_q，j＝1·k、X_h，j＝1·k、Y_j＝2·k；

(3)根据最低支线级别的支线的构图，对其上一级支线进行构图；

(4)依此类推，按照支线级别，由低而上进行构图，最后实现支线级别为0的干线构图，即实现了整条馈线的构图。

对最低支线级别的支线和没有下级支线的支线的构图采用现有的常规技术。低一级支线构图以及由低一级支线构图组装构成其上一级支线图形利用计算机技术，适合于采用自描述语言的图形语言，比如可伸缩矢量图形Scalable Vector Graph(SVG)格式，进行图形的自动构成，属于常规技术；以此类自描述语言的图形语言形成的图形，适用于向各类应用系统提供配电单线图。

以上的布置方式由于各支线的子图形均独占空间，支线子图形之间不存在任何重叠的可能，因此最终布置的图形也不存在着重叠的可能。对任一条支线而言，若其下一级支线的子图形都是预先得知的，则该支线的图形完全可以由这些子图形拼接而完成。

本发明的有益效果是：提出了一种基于配电系统的一次设备及其连接关系采用分级干线/支线模型的数据形成自动构图规则或方法来实现馈线单线图的自动生成的方法。只要一条馈线的分级干线/支线模型是唯一的，则最终形成的单线图也是唯一的。本发明对提出的规则进行了充分的推理证明。本发明制定了确定的流程；每个流程的任务简单，目标明确，易于计算机编程。该方法或程序可公开、广泛地使用。

附图说明

图1是本发明提出的平面构图示意图；

图2是本发明的一个实际例构图示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施案例对本发明进一步说明。

如图1，配电单线图自动生成方法：选定从变电站馈线出口的最长或支线最多的一条线路作为0级干线，设定其支线级别为0，将该干线按水平放置，接入0级干线的支线的支线级别为1；从前到后，支线级别为1的支线间隔布置在0级干线的上、下两侧，并与0级干线相垂直，其中接入顺序j为奇数的支线布置在0级干线的上侧，接入顺序j为偶数的支线布置在0级干线的下侧；每个支线级别为1的支线在0级干线一侧所占的空间S_j＝(X_q，j+X_h，j)×Y_j，接入顺序j为偶数的前后扩展方向与接入顺序j为奇数的前后扩展方向相反。则

接入顺序j为奇数的支线与前一支线的距离D_j·j-1＝X_q，j+X_q，j-1；

接入顺序j为偶数的支线与前一支线的距离D_j·j-1＝X_h，j+X_h，j-1；

接入顺序为1的支线的接入点到变电站馈线出口点的水平距离为x_q，1。

则0级干线总长度 $L_0=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(X_{q,j}+X_{h,j}),$ n为支线级别为1的支线的数量。

则0级干线所占的空间S₀＝(H_up+H_down)×L₀，其中

H_up为0级干线向上扩展的高度，H_up＝max(Y_j)，j为奇数；

H_down为0级干线向下扩展的高度，H_down＝max(Y_j)，j为偶数。

以接入0级干线的支线级别为1的支线为下一支线级别支线的干线，接入的支线的支线级别为2，按照相同方法确定支线级别为2的支线在支线级别为1的支线一侧的扩展空间，此时支线级别为1的支线水平放置，其接入0级干线的接入点为前端。依此类推，确定每一支线级别的支线在上一支线级别支线一侧的扩展空间。如果同一支线级别两条支线间设置有开关，则将开关布置在两条支线接入上一支线级别支线的两个接入点中间，并且开关的两端距离两个接入点的距离为

，m为该线级别相邻两条支线间的距离。

自动生成配电单线图的方法是：

(1)对馈线的最低支线级别的支线(即线路末梢配变支线)进行构图，其X_q，j＝1·k、X_h，j＝1·k、Y_j＝2·k，k为制图中单位长度；

(2)对没有下级支线的支线(也是线路末梢配变支线)进行构图，其X_q，j＝1·k、X_h，j＝1·k、Y_j＝2·k；

(3)根据最低支线级别的支线的构图，对其上一级支线进行构图；

(4)依此类推，按照支线级别，由低而上进行构图，最后实现支线级别为0的干线构图，即实现了整条馈线的构图。

实际案例为某局0121线(见图2)。最低支线级别为4。对于0302630黄栗坪灯具厂支而言，其支线级别为3，下有3条最低级别且长度设计为2的支线(配变支线)，即接口数3，因此X_h＝2，X_q＝2，支线长度Y为6；同理0302640顾家支线、0302610开发区公变支线均有X_h＝2，X_q＝1，Y＝2；0302601顺通电器厂支线X_h＝1，X_q＝1，Y＝2；以上4条支线的干线0303600开发区支线的X_h＝6，X_q＝2，由4段线段组成，线段长度从起点到终点分别为2、3、2、3，总线段长度为10；由此，0303600开发区支线的长度为10；进一步，其上级干线0302500黄栗坪机埠支线的X_h＝12，X_q＝1，长度为9。以此类推，获取所有支线的参数如表1。

根据表1通过算法计算的布局参数，可以计算出每条支线起点的x坐标(以80为单位)，加上确定的旋转角度，因此可以确定出各节点的坐标，因此单线图可以完全确定下来。

表1 配电网馈线基本数据表及布局参数表

Claims (1)

1、一种配电单线图自动生成方法，其特征在于：方法具体是：

选定从变电站馈线出口的最长或支线最多的一条线路作为0级干线，设定其支线级别为0，将该干线按水平放置，接入0级干线的支线的支线级别为1；从前到后，支线级别为1的支线间隔布置在0级干线的上、下两侧，并与0级干线相垂直，其中接入顺序j为奇数的支线布置在0级干线的上侧，接入顺序j为偶数的支线布置在0级干线的下侧；每个支线级别为1的支线在0级干线一侧所占的空间S_j＝(X_q，j+X_h，j)×Y_j，其中X_q，j为此支线向前扩展的长度、X_h，j为此支线向后扩展的长度、Y_j为此支线的高度，接入顺序j为偶数的前后扩展方向与接入顺序j为奇数的前后扩展方向相反；则

接入顺序j为奇数的支线与前一支线的距离D_j·j-1＝X_q，j+X_q，j-1；

接入顺序j为偶数的支线与前一支线的距离D_j·j-1＝X_h，j+X_h，j-1；

接入顺序为1的支线的接入点到变电站馈线出口点的水平距离为X_q，1；

则0级干线总长度 $L_0=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(X_{q,i}+X_{h,j}),$ n为支线级别为1的支线的数量；

则0级干线所占的空间S₀＝(H_up+H_down)×L₀，其中

H_up为0级干线向上扩展的高度，H_up＝max(Y_j)，j为奇数；

H_down为0级干线向下扩展的高度，H_down＝max(Y_j)，j为偶数；

以接入0级干线的支线级别为1的支线为下一支线级别支线的干线，接入的支线的支线级别为2，按照相同方法确定支线级别为2的支线在支线级别为1的支线一侧的扩展空间，此时支线级别为1的支线水平放置，其接入0级干线的接入点为前端；依此类推，确定每一支线级别的支线在上一支线级别支线一侧的扩展空间；如果同一支线级别两条支线间设置有开关，则将开关布置在两条支线接入上一支线级别支线的两个接入点中间，并且开关的两端距离两个接入点的距离为

，m为该线级别相邻两条支线间的距离；自动生成配电单线图的方法是：

(1)对馈线的最低支线级别的支线进行构图，其X_q，j＝1·k、X_h，j＝1·k、Y_j＝2·k，k为制图中单位长度；该类支线为线路末梢配变支线；

(2)对没有下级支线的支线进行构图，其X_q，j＝1·k、X_h，j＝1·k、Y_j＝2·k；该类支线也是线路末梢配变支线；

(3)根据最低支线级别的支线的构图，对其上一级支线进行构图；

(4)依此类推，按照支线级别，由低而上进行构图，最后实现支线级别为0的干线构图，即实现了整条馈线的构图。

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