CN102663180A - 配网单线图绘图方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出配网单线图绘图方法，包括步骤：从配电网地理信息系统中获取绘制配网单线图所需的数据；对所述绘制配网单线图所需的数据进行单线图布局算法处理得到配网单线图；对配网单线图进行同杆架设处理；输出同杆架设处理后配网单线图。可以在绘制的单线图中显示同杆架设的线路信息，为电力设施的维护提供可靠的保障。

Description

配网单线图绘图方法

技术领域

本发明涉及自动化制图领域，特别是涉及配网单线图绘图方法。

背景技术

传统的配网单线图是采用AUTOCAD(Auto Computer Aided Design)，计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计手绘模式，近年来，各电网公司意识到传统手绘模式已经跟不上电力产业信息化的快速发展，开始尝试研究替代方法，出现了一些面向图形对象的配网单线图的绘制系统。

针对杆塔有特殊情形：同杆架设，即两个杆塔之间有两条或两条以上的线路相连。在目前的配网单线图中，并有体现出这种信息，节点间都是使用单根线连接；但是，同杆架设信息对电力部门线路运营维护有重要作用，以往系统绘制的单线图都没有这一信息，造成了电力设施运行、维护安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提出配网单线图绘图方法，可以在绘制的单线图中显示同杆架设的线路信息，为电力设施的维护提供可靠的保障。

为达到上述目的采用的技术方案是：

配网单线图绘图方法，包括步骤：

从配电网地理信息系统中获取绘制配网单线图所需的数据；

对所述绘制配网单线图所需的数据进行单线图布局算法处理得到配网单线图；

对配网单线图进行同杆架设处理，包括以下步骤：

从配电网地理信息系统中获取各个杆塔的杆塔信息以及各杆塔的上下级关系；其中，所述杆塔信息包括：杆塔ID、杆塔线路点ID、杆塔线路点的坐标以及杆塔线路点上所连接的线路名称；

根据所述杆塔信息判断杆塔间是否同杆架设，若是，则根据杆塔线路点上所连接的线路名称查找主线；其中，所述主线为当前配网单线图的馈线；

根据各杆塔的上下级关系确定同杆架设的杆塔的上下级关系；以同杆架设的上级杆塔到下级杆塔的方向为主线的电源方向；根据所述杆塔线路点的坐标绘制出各条同杆架设线路；

以主线电源方向为横轴方向建立平面坐标系；根据各条同杆架设线路在同一横坐标对应的纵坐标值大小，来确定各同杆架设线路的绘制顺序；按照确定的绘制顺序在配网单线图上绘制各条同杆架设线路；

输出处理结果。

本发明先按照以往方法生成配网单线图，然后从配电网地理信息系统中获取配电网的杆塔信息和各杆塔间的上下级关系；根据杆塔信息判断杆塔间是否存在同杆架设；如果有，则根据杆塔信息查找主线，并根据杆塔间的上下级关系确定主线的电源方向，并根据杆塔信息绘制出各条同杆架设线路；以主线的电源方向为横轴方向建立平面坐标系；根据各条同杆架设线路在同一横坐标对应的纵坐标值大小，来确定各同杆架设线路的绘制顺序；在配网单线图中同杆架设的部分，按照确定的绘制顺序绘制出各条同杆架设线路；输出同杆架设处理后的配网单线图，可以在绘制的单线图中显示同杆架设的线路信息，为电力设施的维护提供可靠的保障。

附图说明

图1是本发明方法的一个实施例流程图；

图2是本发明中进行电房内部布局的一个示意图；

图3是本发明中进行设备标注调整的一个示意图；

图4是本发明方法的另一个实施例流程图；

图5是本发明方法的另一个实施例流程图；

图6是本发明方法的一个具体实施例示意图。

具体实施方式

为便于理解本发明，下面结合附图进行阐述。

本发明提出配网单线图绘图方法，作为优选实施方式，请参考图1，包括步骤：

S101、从配电网地理信息系统中获取绘制配网单线图所需的数据；

S102、进行单线图布局算法处理得到配网单线图；

对绘制配网单线图所需的数据进行单线图布局算法处理得到配网单线图。

S103、从配电网地理信息系统中获取各个杆塔的杆塔信息以及各杆塔的上下级关系；

从配电网地理信息系统中获取各个杆塔的杆塔信息以及各杆塔的上下级关系；其中，杆塔信息包括：杆塔ID、杆塔线路点ID、杆塔线路点的坐标以及杆塔线路点上所连接的线路名称。

S104、是否同杆架设；

根据杆塔信息判断杆塔间是否同杆架设，若是，则进行步骤S105；若是，则进行步骤S106。

S105、输出配网单线图；

S106、根据杆塔信息查找主线；

根据杆塔线路点上所连接的线路名称查找主线，其中，主线为当前配网单线图的馈线。

S107、根据各杆塔的上下级关系确定同杆架设的杆塔的上下级关系；

根据各杆塔的上下级关系确定同杆架设的杆塔的上下级关系；从配电网地理信息系统中可以获取杆塔的上下级关系，那么同杆架设的杆塔的上下级关系可以确定。

S108、根据同杆架设的杆塔的上下级关系，确定主线的电源方向；

根据同杆架设的杆塔的上下级关系，确定主线的电源方向；以同杆架设的上级杆塔到下级杆塔的方向为主线的电源方向。

S109、根据杆塔线路点的坐标绘制各条同杆架设线路；

根据杆塔线路点的坐标绘制出各条同杆架设线路；其中，杆塔线路点坐标为同一条同杆架设的线路在不同杆塔上的线路点坐标。

S110、以主线的电源方向为横轴方向建立平面坐标系，确定同杆架设线路的绘制顺序；

以主线电源方向为横轴方向建立平面坐标系；根据各条同杆架设线路在同一横坐标对应的纵坐标值大小，来确定各同杆架设线路的绘制顺序。

作为本发明的一个优选实施方式，S110步骤具体可以为：以主线电源方向为横轴方向，以及以同杆架设的主线中点为坐标系的原点建立平面坐标系；获取绘制的同杆架设线路与平面坐标系纵轴的交点坐标；从交点坐标最大对应的同杆架设线路开始在配网单线图上进行绘制。

S111、按照确定的绘制顺序在配网单线图上绘制同杆架设线路；

S112、输出同杆架设处理后的配网单线图。

本发明先按照以往方法生成配网单线图，然后从配电网地理信息系统中获取配电网的杆塔信息和各杆塔间的上下级关系；根据杆塔信息判断杆塔间是否存在同杆架设；如果有，则根据杆塔信息查找主线，并根据杆塔间的上下级关系确定主线的电源方向，并根据杆塔信息绘制出各条同杆架设线路；以主线的电源方向为横轴方向建立平面坐标系；根据各条同杆架设线路在同一横坐标对应的纵坐标值大小，来确定各同杆架设线路的绘制顺序；在配网单线图中同杆架设的部分，按照确定的绘制顺序绘制出各条同杆架设线路；输出同杆架设处理后的配网单线图，可以在绘制的单线图中显示同杆架设的线路信息，为电力设施的维护提供可靠的保障。

作为具体实施方式，步骤S104具体可以为：

根据杆塔信息中杆塔ID、杆塔线路点ID以及杆塔线路点上所连接的线路名称，判断两个不同杆塔中是否有相同线路名称的线路，并且相同线路名称的线路的数目大于等于2条，若是，则这两个杆塔间存在同杆架设，进行步骤S106；若否，则进行步骤105。

此外，由于现有的配网单线图并不能展现电房内部的情况，不利于电力设施的维护；基于此问题，本发明对上述实施例作了进一步的改进；

S102的步骤后进行电房内部布局，具体包括步骤：

从配电网地理信息系统中获取设备类型、电房集合、电房设备列表以及线集合；线集合包括：连接线ID(两设备间的连接线)、父设备ID以及子设备ID；

遍历电房集合，再根据对应的电房设备列表，若电房内某一设备的父设备不在该电房内，则确定该设备为该电房的进线设备；若电房内某一设备的子设备不在该电房内，则确定该设备为该电房的出线设备；

根据设备类型确定出本电房内的母线，再根据线集合确定母线ID；以及根据本电房设备列表、线集合确定各母线对应的进线设备和出线设备；

按照预定的房内设备布局规则将进线设备和出线设备分别布局在对应母线的两侧；其中，预定的房内设备布局规则包括：母线对齐，成竖直方向，顺序与实际情形一致；进线设备和其他设备分别布局在对应母线的两侧；各进线设备和出线设备与母线的连接顺序跟实际情形保持一致(进线设备、出线设备与母线连接的实际情况，在给配电网地理信息系统录入信息时一起录入)；各进线设备间、各出线设备间有固定的设备间隔，使得房内设备不重叠；

根据线集合、本电房设备列表给各进线设备、出线设备和母线添加连接线；从而实现电放内部的布局。

进行电房内部布局的具体实施方式，请参见图2，按照预定的房内设备布局规则，将母线1和母线2对齐，成竖直方向；将进线设备1和进线设备2布局在母线的左侧(假定实际配电网中进线设备1连接母线1，进线设备2连接母线2)，将其他设备(包括设备8、设备9、出线设备1和出线设备2)布局在母线的右侧。

另外，具体房内设备布局时，可以从电房的左上角开始布局，给进线设备付上初始x坐标和初始y坐标；按照预定的房内设备布局规则布局进线设备的子设备，直到进线侧的设备全部布局完；如果子设备是母线，则从配电网地理信息系统中取出所有的母线，按照母线的地理系统编号，从上到下依次竖直放置母线，所有母线的横坐标为x＝进线侧设备的横坐标最大值+进线侧设备的宽度最大值+设备间隔，其中，设备间隔是自定义的；最上面的母线纵坐标y＝y进线，然后根据x＝x母线+设备间隔，y＝y母线+设备间隔；接着为母线的子设备布局，子设备按照与母线连接的实际位置从母线的上端到下端依次排列；下一母线的纵坐标y＝上一母线设备的子设备的纵坐标最大值+设备间隔，同理依次为所有的母线、母线的子设备付上坐标，最后根据进线侧设备连接在母线上的位置，调整进线侧设备坐标；根据x＝x父设备+父设备宽度+设备间隔、y＝y父设备，为所有母线的子设备的子设备布局，直到房内所有设备都已处理；其中，此处的父设备、子设备是相对于母线出线侧而言的，例如母线出线侧依次连接有设备M1、设备M2和设备M3，设备M1是设备M2的父设备，设备M3是设备M2的子设备；再为设备间的连接线添加折点，以使连接线横平竖直。

另外，当配网单线图显示的设备信息较多时，为了图纸便于打印携带，图纸的整体大小需要尽量压缩，为了充分利用空白区域，对设备标注进行智能错位，避免重叠。由此，对上述实施例做了进一步改进：在S112的步骤之前，进行配网单线图中设备标注的调整，包括步骤：

获取配网单线图中设备标注的类型；其中，设备标注的类型包括：中文、英文以及数字；

根据设备标注的类型，给设备标注赋予标注权值；

根据标注权值计算各设备对应的标注需占用的空间；

如果相邻两个设备间的标注，在空间上有重合时，则对这两个相邻设备的标注的位置进行调整；当相邻两个设备标注的空间重合度大于等于预定数值时，将其中一个设备标注的位置向上移动；当相邻两个设备标注的空间重合度小于预定数值时，将其中一个设备标注的位置向右移动，使得各设备的标注在对应的设备附近，又不与其他设备以及其他设备的标注重合。

作为设备标注调整的一个优选实施方式，请参考图3，经过计算，设备A与设备B的标注在空间上的重合度大于预定数值，则将设备B的标注向上移动，使得设备A的标注与设备B的标注不重合。

另外，由于现有的配单线图绘制方法采用的单线图布局算法效率低，并且绘制出的配网单线图中，设备容易重叠，影响绘制效果。基于此问题，本发明对以上实施例作了进一步改进，采用树状排布算法进行配网单线图的绘制；具体的，上述步骤S102包括如下步骤：

从绘制配网单线图所需的数据中查找馈线的出线开关；

建立以馈线的出线开关为根节点的树；

对该树进行广度优选搜索获取树的各分支的深度；

以深度最大的分支作为主干线，其他分支作为支线；

从树的根节点开始布局，将相邻的两条支线交替布局在主干线的两边。

采用树状排布算法进行配网单线图的绘制时，作为一个优选实施方式，请参考图4，具体步骤如下：

1)首先建立以馈线的出线开关(设备A)为根节点的树；并建立以主线方向为X轴方向的平面坐标系；

2)遍历树结构，找出树的深度为6，即A到J所在的通路，作为主线；

3)从起始设备A开始对主线布局；

4)布局完设备B时，发现B存在非主线的支线BC，优先对设备C进行布局，此时可以将设备C布局在Y轴的正方向，也可以将设备C布局在Y轴的负方向；在此，将设备C布局在Y轴负方向为例，记下此时设备在X方向的最大值maxX，以该maxX为设备C的X坐标，以在Y负方向的最大值downMaxY为C的Y坐标的绝对值；

5)布局设备C的支线CD，此时，参考maxX、downMaxY、预定的设备间隔以及设备D的尺寸来布局设备D，为了避免重叠，可将设备D布局在设备C的左侧、右侧以及下侧；在此，将设备D布局在设备C的右侧；记录此时设备在X方向的最大值、该支线的布局方向以及设备在Y轴负方向的最大绝对值；

6)布局完设备F时，发现设备F存在支线FG，由于BC支线是往Y负方向走，为了减少重叠，FG此时往Y正方向走；布局设备G时，参考此时设备在X方向的最大值、预定的设备间隔以及设备G的尺寸，来布局设备G；布局完设备G，记录此时设备在X方向的最大值、支线FG的布局方向以及设备在Y轴正方向的最大值；

7)接着布局主线上的设备H、设备I以及设备J；每布局完一个设备就记录下实时的设备在X方向的最大值、支线的布局方向、设备在Y轴方向的最大绝对值；以供布局下一设备时参考，使得相邻的两条支线交替布局在主线的两边。

另外，由于设备支线过多的时候，例如线路杆塔分支超过四个，低压单线图中显示多个低压用户时，树状排布为了避免设备重叠，迫使主线设备向后移动，导致主线较长，水平空间占用较大。基于此问题，本发明作了进一步改进，提出利用层次排布方法来绘制单线图，具体的，上述步骤S102包括如下步骤：

从绘制配网单线图所需的数据中查找馈线的出线开关，以及与馈线的出线开关连接的子设备；

以馈线的出线开关为第一层进行层次布局；

若上层设备有子设备，则按照预定的布局间隔布局该上层设备的子设备，并将该上层设备的位置调整到与其子设备的中点处于同一水平的位置；循环执行，直至布局完所有与馈线的出线开关连接的子设备。

利用层次排布方法来绘制单线图时，作为优选的实施方式，请参考图5，馈线的出线设备为A，以A为第一层开始布局；此时A作为上层设备，其子设备为B，将B布局在第二层；

此时作为上层设备的B有2个子设备F和C；将F和C布局在第三层；

此时作为上层设备的F有2个子设备G和H；此时作为上层设备的C有2个子设备D和E；将G、H、D以及E布局在第四层；

作为上层设备的H有子设备I，将I布局在第五层；

作为上层设备的I有子设备J，将J布局在第六层；

然后根据预定的布局间隔，调整各设备的位置，将F的位置调整到与G、H的中点处于同一水平位置；将C的位置调整到与D、E的中点处于同一水平位置；将B的位置调整到与F、C的中点处于同一水平位置；从而得到配网单线图。

为了更好的说明同杆架设的处理过程，下面将结合具体的例子进行阐述，请参考图6；设定1号杆塔与2号杆塔同杆架设；其中，2个杆塔都分别有4个杆塔线路点1、2、3和4；对于1号杆塔，杆塔线路点1、2、3和4分别对应的接线信息为：832078(杆塔线路点1的ID)、505408634(杆塔线路点1的X轴坐标)、543353776(杆塔线路点1的Y轴坐标)、丽丰线(杆塔线路点1上连接的线路名称)；

832088(杆塔线路点2的ID)、505409649(杆塔线路点2的X轴坐标)、543353726(杆塔线路点2的Y轴坐标)、万怡线(杆塔线路点1上连接的线路名称)；

832093(杆塔线路点3的ID)、505408133(杆塔线路点3的X轴坐标)、543353801(杆塔线路点3的Y轴坐标)、浩源线(杆塔线路点3上连接的线路名称)；

331509690(杆塔线路点3的ID)、505409131(杆塔线路点3的X轴坐标)、543353752(杆塔线路点4的Y轴坐标)、裕景线(杆塔线路点4上连接的线路名称)；

对于2号杆塔，杆塔线路点1、2、3和4分别对应的接线信息为：

832098(杆塔线路点1的ID)、505401308(杆塔线路点1的X轴坐标)、543294723(杆塔线路点1的Y轴坐标)、丽丰线(杆塔线路点1上连接的线路名称)；

832103(杆塔线路点2的ID)、505401812(杆塔线路点2的X轴坐标)、543294675(杆塔线路点2的Y轴坐标)、裕景线(杆塔线路点2上连接的线路名称)；

832108(杆塔线路点3的ID)、505402311(杆塔线路点3的X轴坐标)、543294627(杆塔线路点3的Y轴坐标)、万怡线(杆塔线路点3上连接的线路名称)；

832113(杆塔线路点4的ID)、505400849(杆塔线路点4的X轴坐标)、543294767(杆塔线路点4的Y轴坐标)、浩源线(杆塔线路点4上连接的线路名称)；

根据上述信息，绘制出同杆架设路段的各条线路；分别为裕景线L1、丽丰线L2、万怡线L3以及浩源线L4；从配电网地理信息系统中，获知丽丰线为馈线，根据杆塔的上下级关系可知丽丰线的电源方向，则以丽丰线L2的电源方向为X轴方向，以丽丰线L2的中点为原点，建立如图坐标系；获取裕景线L1、万怡线L3以及浩源线L4与Y轴的交点坐标，在配网单线图中同杆架设路段，按照Y轴的交点坐标从大到小的顺序，依次绘制出各同杆架设线路，然后输出配网单线图。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.配网单线图绘图方法，其特征在于，包括步骤：

从配电网地理信息系统中获取绘制配网单线图所需的数据；

对所述绘制配网单线图所需的数据进行单线图布局算法处理得到配网单线图；

对配网单线图进行同杆架设处理，包括以下步骤：

从配电网地理信息系统中获取各个杆塔的杆塔信息以及各杆塔的上下级关系；其中，所述杆塔信息包括：杆塔ID、杆塔线路点ID、杆塔线路点的坐标以及杆塔线路点上所连接的线路名称；

根据所述杆塔信息判断杆塔间是否同杆架设，若是，则根据杆塔线路点上所连接的线路名称查找主线；其中，所述主线为当前配网单线图的馈线；

根据各杆塔的上下级关系确定同杆架设的杆塔的上下级关系；以同杆架设的上级杆塔到下级杆塔的方向为主线的电源方向；根据所述杆塔线路点的坐标绘制出各条同杆架设线路；

以主线电源方向为横轴方向建立平面坐标系；根据各条同杆架设线路在同一横坐标对应的纵坐标值大小，来确定各同杆架设线路的绘制顺序；按照确定的绘制顺序在配网单线图上绘制各条同杆架设线路；

输出处理结果。

2.根据权利要求1所述的配网单线图绘图方法，其特征在于，所述根据杆塔信息判断杆塔间是否同杆架设的步骤包括：

根据所述杆塔信息中杆塔ID、杆塔线路点ID以及杆塔线路点上所连接的线路名称，判断两个不同杆塔中是否有相同线路名称的线路，并且相同线路名称的线路的数目大于等于2条，若是，则这两个杆塔间存在同杆架设；若否，则直接输出配网单线图。

3.根据权利要求1所述的配网单线图绘图方法，其特征在于，所述以主线电源方向为横轴方向建立平面坐标系；根据各条同杆架设线路在同一横坐标对应的纵坐标值大小，来确定各同杆架设线路的绘制顺序的步骤包括：

以主线电源方向为横轴方向，以及以同杆架设的主线中点为坐标系的原点建立平面坐标系；

获取绘制的同杆架设线路与平面坐标系纵轴的交点坐标；

从交点坐标最大对应的同杆架设线路开始，在配网单线图上进行绘制各条同杆架设线路。

4.根据权利要求1所述的配网单线图绘图方法，其特征在于，在所述对绘制配网单线图所需的数据进行单线图布局算法处理得到配网单线图的步骤后，进行电房内部布局，具体包括步骤：

从配电网地理信息系统中获取设备类型、电房集合、电房设备列表以及线集合；所述线集合包括：连接线ID、父设备ID以及子设备ID；

遍历所述电房集合，再根据对应的电房设备列表，若电房内某一设备的父设备不在该电房内，则确定该设备为该电房的进线设备；若电房内某一设备的子设备不在该电房内，则确定该设备为该电房的出线设备；

根据设备类型确定出本电房内的母线，再根据线集合确定母线ID；以及根据本电房设备列表、所述线集合确定各母线对应的进线设备和出线设备；

按照预定的房内设备布局规则将进线设备和出线设备分别布局在对应母线的两侧；其中，所述预定的房内设备布局规则包括：母线对齐，成竖直方向，顺序与实际情形一致；进线设备和其他设备分别布局在对应母线的两侧；各进线设备和出线设备与母线的连接顺序跟实际情形保持一致；各进线设备间、各出线设备间有固定的设备间隔，使得房内设备不重叠；

根据线集合、本电房设备列表给各进线设备、出线设备和母线添加连接线。

5.根据权利要求1所述的配网单线图绘图方法，其特征在于，在所述输出处理结果的步骤之前，进行配网单线图中设备标注的调整，包括步骤：

获取配网单线图中设备标注的类型；其中，设备标注的类型包括：中文、英文以及数字；

根据设备标注的类型，给设备标注赋予标注权值；

根据标注权值计算各设备对应的标注需占用的空间；

如果相邻两个设备间的标注，在空间上有重合时，则对这两个相邻设备的标注的位置进行调整；当相邻两个设备标注的空间重合度大于等于第一预定值时，将其中一个设备标注的位置向上移动；当相邻两个设备标注的空间重合度小于第一预定值时，将其中一个设备标注的位置向左移动。

6.根据权利要求1至5任一项所述的配网单线图绘图方法，其特征在于，所述对绘制配网单线图所需的数据进行单线图布局算法处理得到配网单线图的步骤包括：

从所述绘制配网单线图所需的数据中查找馈线的出线开关；

建立以馈线的出线开关为根节点的树；

对该树进行广度优选搜索获取树的各分支的深度；

以深度最大的分支作为主干线，其他分支作为支线；

从树的根节点开始布局，将相邻的两条支线交替布局在主干线的两边。

7.根据权利要求1至5任一项所述的配网单线图绘图方法，其特征在于，所述对绘制配网单线图所需的数据进行单线图布局算法处理得到配网单线图的步骤包括：

从所述绘制配网单线图所需的数据中查找馈线的出线开关，以及与馈线的出线开关连接的子设备；

以馈线的出线开关为第一层进行层次布局；

若上层设备有子设备，则按照预定的布局间隔布局该上层设备的子设备，并将该上层设备的位置调整到与其子设备的中点处于同一水平的位置；循环执行，直至布局完所有与馈线的出线开关连接的子设备。

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