CN104462473B - 一种基于cim‑e电网模型自动生成cim‑g格式厂站内接线图的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于CIM‑E电网模型自动生成CIM‑G格式厂站内接线图的方法，其方法包括：解析CIM‑E文件的各类数据模型，并将解析后得到的设备模型及设备之间的拓扑连接关系存入数据库中；定义CIM‑E文件中的各类设备图元，生成CIM‑G格式各类图元的定义头文件；设计厂站内设备排图方法，获取各类设备的位置坐标及显示格式信息，并根据厂站内的设备拓扑连接关系确定图元连接顺序；通过步骤(1)和(2)生成CIM‑G格式的图形文件；采用支持CIM‑G格式的图形编辑器打开CIM‑G图形文件，自动生成厂站内主接线图；解决了从电网数据模型自动转换为电网图形格式的难题，提高了厂站内接线图的准确性；减少人为画图并进行图形和模型关联的繁重工作。
Description
技术领域
本发明属于电力系统可视化技术领域，具体涉及一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法。
背景技术
随着电力企业信息化程度的不断提高，对电力系统信息可视化的要求也越来越高，无论是实时监控的在线业务需求，还是专业管理的离线业务需求，均要求对电网内设备进行图形化展示和操作。而随着电力系统软件技术和计算机技术的不断发展，电力系统应用软件中发展了先进图模库一体化技术，实现了图形和数据库模型一一对应，并且能够通过可视化的图形化操作进行数据库模型的信息维护。目前多数软件中都是要求用户手工编辑电力系统厂站接线图，面对众多的厂站和设备，这将是一项十分细致和艰苦的工作，因此如和能够根据电网的数据库模型自动生成实际厂站内接线图，是一项非常有实际应用价值的研究课题。
为了解决不同应用系统之间、不同单位之间数据模型和图形信息交换格式不一致的问题，国家电网公司定义了一种简单高效的电网通用模型描述规范(简称CIM/E语言)，用于以文本方式对大型电网数据模型进行描述和交换。同时又定义了一种基于SVG简化格式的电力系统图形描述语言(简称CIM/G语言)，适用于不同系统之间高效便捷的电网图形交换。目前，这两种语言已经形成国际标准，成为国家电网公司范围内普遍应用的数据模型和图形交换的标准格式。所以研究基于这两项标准的数据模型和厂站图形之间的自动生成和转换方法，具有广泛的实际应用价值。
发明内容
为了实现上述需求，本发明提出一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，从实际上解决了从电网数据模型自动转换为电网图形格式的难题，减少了人为画图及图形和模型关联的繁重工作，同时使厂站图的准确性能够提高。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，所述方法包括：
(1)解析CIM-E文件的各类数据模型，并将解析后得到的设备模型及设备之间的拓扑连接关系存入数据库中；
(2)定义CIM-E文件中的各类设备图元，生成CIM-G格式各类图元的定义头文件；
(3)设计厂站内设备排图方法，获取各类设备的位置坐标及显示格式信息，并根据厂站内的设备拓扑连接关系确定图元连接顺序；
(4)结合步骤(3)的设备坐标、显示信息以及步骤(2)定义的各类图元的定义信息和步骤(1)中设备数据类型及拓扑连接关系，生成CIM-G格式的图形文件；
(5)采用支持CIM-G格式的图形编辑器打开CIM-G图形文件，自动生成厂站内主接线图。
优选的，所述步骤(3)中设备排图具体方法包括下述步骤：
3-1遍历厂站下的所有电压等级，对不同电压等级划分不同的图形区域框架，确定各个图形区域框架的边界坐标点。
3-2根据各图形区域中母线的接线方式，确定所述各图形区域中母线的排列方式和显示位置，并定位所有母线位置和长度。
3-3在某一电压等级下某条母线所连接设备串的框架内，以母线为起始点，竖直向下查找母线上连接的所有设备。
优选的，所述步骤3-1包括：首先以主变压器为中心，垂直等分整个图形区域；其次根据厂站内电压等级的个数，水平划分所述整个图形区域。
优选的，所述的步骤3-2包括，以任一条母线为起始点，竖直向下查找母线上连接的所述厂站内各类设备；根据所述步骤(1)得到的设备模型及设备之间的连接关系，查找所述厂站内各图形区域的母线。
进一步地，所述的步骤3-3包括，遍历所述厂站内各图形区域的母线上所连接的端子，查找到该母线下的设备串，并记录设备串的类型；其类型包括母线间连接设备类型、终端设备类型和站间线路设备类型；
所述设备串选取所述母线所连接的一个端子作为起始端子，该起始端子所连接一串设备组合；
所述端子查找设备串的方法包括：以起始端子T0为起点，如果该端子没有标记为已经查找过，则向下查找端子T0所连接的设备D0，并查找设备D0所连接的另一端端子T1，进一步向下递归查找端子T1所连接的设备D1，如此递归查找，直到查找到某一设备Dn所连接的端子Tn连接的设备类型符合查找结束条件为止，同时将端子Tn设置已查标记；其中，所述查找结束条件包括：
当Tn端子所连接的设备为一段母线时，此时两个母线间的一个设备串已经查找完毕；标记该设备串类型为母线间连接设备类型；
当Tn端子只连接了一个设备Dn时，则该设备Dn无需再继续查找；标记该设备串类型为终端设备类型；
当Tn端子所连接的设备为交流线路时，则终止搜索，标记该设备串类型为站间线路设备类型。
进一步地，根据所述母线下所有的设备串的类型，将所述设备串按类型分组并确定所述设备串的绘图位置坐标；其中，所述设备串的类型包括：母线间连接设备类型、终端设备类型和站间线路设备类型。
进一步地，确定所述设备串的垂直坐标，对于母线间连接的设备串，选取任一条母线查找设备串连接关系，对各种类型设备图元的绘图样式进行逐一绘制，直至串内设备全部绘制完成，根据最后一个设备的位置确定另一条母线的位置；
对于站间线路设备类型设备串，从母线向外进行绘制，包括位于屏幕上方的图形区域框架，在母线的上方进行站间线路的绘制；位于屏幕下方的图形区域框架，在母线的下方进行站间线路的绘制；
对于终端设备类型的设备串，将该设备串连接在其他设备处，终端设备垂直坐标依据与所连接设备的固定的垂直坐标偏移来确定。
进一步地，确定所述设备串的水平坐标，对于母线间连接设备类型的设备串，计算每个母线之间所连接的设备串的个数，以母线中短的一条母线的长度为基础进行等分；
对于站间线路设备类型的设备串，以线路所连接母线中长的一条母线的长度为基础进行等分；
对于终端设备类型的设备串，根据终端设备所连接的设备规定的偏移量，进行水平坐标位置偏移。
与最接近的现有技术比，本发明的优异效果为：
解决了从电网数据模型自动转换为电网图形格式的难题，同时能够提高厂站内接线图的准确性，减少了人为画图并进行图形和模型关联的繁重工作。
附图说明
图1为本发明提供的总方法工作流程图；
图2为本发明提供的由端子查找设备串的框图；
图3为本发明提供的双母线分段接线的结构示意图；
图4为本发明提供的双母线带旁路接线结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，所述方法包括：
(1)解析CIM/E文件的各类数据模型，并将解析后得到的设备模型及设备之间的拓扑连接关系存入数据库中；
(2)定义CIM/E文件中的各类设备图元，生成CIM/G格式各类图元的定义头文件；
具体的CIM/G设备图元与CIM/E数据模型类对应关系表：
| CIM-G图元类 | CIM-E模型类 |
| 厂站 | Substation |
| 间隔 | Bay |
| 电压等级 | VoltageLevel |
| 端子 | Terminal |
| 连接点 | ConnectivityNode |
| 母线 | BusbarSection |
| 电力变压器 | PowerTransformer |
| 电力变压器绕组 | TransformerWinding |
| 交流线 | Line |
| 交流线路段 | ACLineSegment |
| 同步发电机 | SynchronousMachine |
| 补偿器 | Compensator |
| 断路器 | Breaker |
| 刀闸 | Disconnector |
(3)设计厂站内设备排图方法，获取各类设备的位置坐标及显示格式信息，并根据厂站内的设备拓扑连接关系确定图元连接顺序；
(4)结合步骤(2)的设备坐标、显示信息以及定义的各类图元的定义信息和步骤(1)中设备数据类型及拓扑连接关系，生成CIM-G格式的图形文件；
(5)采用支持CIM-G格式的图形编辑器打开CIM-G图形文件，自动生成厂站内主接线图。
所述步骤(3)中设备排图具体方法包括下述步骤：
3-1遍历厂站下的所有电压等级，对不同电压等级划分不同的图形区域框架，确定各个图形区域框架的边界坐标点；
所述步骤3-1包括：首先以主变压器为中心，垂直等分整个图形区域；其次根据厂站内电压等级的个数，水平划分所述整个图形区域。
例如三个电压等级时，将整个屏幕划分为三个图形框架区域，将主变压器上方水平区域等分两个图形框架区域(定义为左上方图形区域和右上方图形区域)，主变压器下方为一个图形框架区域(定义为下方图形区域)。左上方图形区域用于显示最高电压等级母线及其他设备，下方图形区域用于显示中间电压等级母线及其他设备，右上方图形区域用于显示低电压等级母线及其他设备。
3-2根据各图形区域中母线的接线方式，确定所述各图形区域中母线的排列方式和显示位置，并定位所有母线位置和长度。
如图3所示，以双母线分段接线为例，具体方法如下：
从数据库中获取母线的接线方式为双母线分段接线方式，不分段母线的长度计算为所在电压等级图形区域框架的宽度减少一个固定的空白尺寸，而分段母线的长度比不分段母线的长度减少一半，与不分段母线的水平方向平行排列在该电压等级的图形框架区域内。
如图4所示，同理，如果母线的接线方式为双母带旁路的接线方式，则三条母线的长度一致，水平方向平行排列在该电压等级的图形框架区域内，但其中的旁路母线与双母线中的一条母线在垂直距离上相距一串刀闸和开关的距离。
3-3在某一电压等级下某条母线所连接设备串的框架内，以母线为起始点，竖直向下查找母线上连接的所有设备。所述的步骤3-3包括，以任一条母线为起始点，竖直向下查找母线上连接的所述厂站内各类设备；根据所述步骤(1)得到的设备模型及设备之间的连接关系，查找所述厂站内各图形区域的母线。
如图2所示，所述的步骤3-3包括，遍历所述厂站内各图形区域的母线上所连接的端子，查找到该母线下的设备串，并记录设备串的类型；其中，所述设备串选取所述母线所连接的一个端子作为起始端子，该起始端子所连接的一串设备组合；
所述端子查找设备串的方法包括：以起始端子T0为起点，如果该端子没有标记为已经查找过，则向下查找端子T0所连接的设备D0，再查找设备D0所连接的另一端端子T1，进一部向下递归查找，查找端子T1所连接的设备D1，如此递归查找，直到查找到某一设备Dn所连接的端子Tn连接的设备类型符合查找结束条件为止，同时将端子Tn设置已查标记；其中，所述查找结束条件包括：
当Tn端子所连接的设备为一段母线时，此时两个母线间的一个设备串已经查找完毕；标记该设备串类型为母线间连接设备类型；
当Tn端子只连接了一个设备Dn时，则该设备Dn无需再继续查找；标记该设备串类型为终端设备类型；
当Tn端子所连接的设备为交流线路时，则终止搜索，标记该设备串类型为站间线路设备类型。
根据所述母线下所有的设备串的类型，将所述设备串按类型分组并确定所述设备串的绘图位置坐标；其中，所述设备串的类型包括：母线间连接设备类型、终端设备类型和站间线路设备类型。
确定所述设备串的垂直坐标，对于母线间连接的设备串，选取任一条母线查找设备串连接关系，对各种类型设备图元的绘图样式进行逐一绘制，直至串内设备全部绘制完成，根据最后一个设备的位置确定另一条母线的位置；
对于站间线路设备类型设备串，从母线向外进行绘制，包括位于屏幕上方的图形区域框架，在母线的上方进行站间线路的绘制；位于屏幕下方的图形区域框架，在母线的下方进行站间线路的绘制；
对于终端设备类型的设备串，将该设备串连接在其他设备处，终端设备垂直坐标依据与所连接设备的固定的垂直坐标偏移来确定。
确定所述设备串的水平坐标，对于母线间连接设备类型的设备串，计算每个母线之间所连接的设备串的个数，以母线中短的一条母线的长度为基础进行等分；
对于站间线路设备类型的设备串，以线路所连接母线中长的一条母线的长度为基础进行等分；
对于终端设备类型的设备串，根据终端设备所连接的设备规定的偏移量，进行水平坐标位置偏移。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)解析CIM-E文件的各类数据模型，并将解析后得到的设备模型及设备之间的拓扑连接关系存入数据库中；
(2)定义CIM-E文件中的各类设备图元，生成CIM-G格式各类图元的定义头文件；
(3)设计厂站内设备排图方法，获取各类设备的位置坐标及显示格式信息，并根据厂站内的设备拓扑连接关系确定图元连接顺序；
(4)结合步骤(3)的设备坐标、显示信息以及步骤(2)定义的各类图元的定义信息和步骤(1)中设备数据类型及拓扑连接关系，生成CIM-G格式的图形文件；
(5)采用支持CIM-G格式的图形编辑器打开CIM-G图形文件，自动生成厂站内主接线图。
2.如权利要求1所述的一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，其特征在于，所述步骤(3)中设备排图具体方法包括下述步骤：
3-1遍历厂站下的所有电压等级，对不同电压等级划分不同的图形区域框架，确定各个图形区域框架的边界坐标点；
3-2根据各图形区域中母线的接线方式，确定所述各图形区域中母线的排列方式和显示位置，并定位所有母线位置和长度；
3-3在某一电压等级下某条母线所连接设备串的框架内，以母线为起始点，竖直向下查找母线上连接的所有设备。
3.如权利要求1所述的一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，其特征在于，所述步骤3-1包括：首先以主变压器为中心，垂直等分整个图形区域；其次根据厂站内电压等级的个数，水平划分所述整个图形区域。
4.如权利要求1所述的一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，其特征在于，所述的步骤3-3包括，根据所述步骤(1)得到的设备模型及设备之间的连接关系，查找所述厂站内各图形区域的母线；以任一条母线为起始点，竖直向下查找母线上连接的各类设备；遍历完母线上所有设备串后，将设备串按照类型分组，确定设备串中设备的绘图位置坐标。
5.如权利要求1所述的一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，其特征在于，所述的步骤3-3包括，遍历所述厂站内各图形区域的母线上所连接的端子，查找到该母线下的设备串，并记录设备串的类型；其类型包括母线间连接设备类型、终端设备类型和站间线路设备类型；
所述设备串选取所述母线所连接的一个端子作为起始端子，该起始端子所连接一串设备组合；
所述端子查找设备串的方法包括：以起始端子T0为起点，如果该端子没有标记为已经查找过，则向下查找端子T0所连接的设备D0，并查找设备D0所连接的另一端端子T1，进一步向下递归查找端子T1所连接的设备D1，如此递归查找，直到查找到某一设备Dn所连接的端子Tn连接的设备类型符合查找结束条件为止，同时将端子Tn设置已查标记；其中，所述查找结束条件包括：
当Tn端子所连接的设备为一段母线时，此时两个母线间的一个设备串已经查找完毕；标记该设备串类型为母线间连接设备类型；
当Tn端子只连接了一个设备Dn时，则该设备Dn无需再继续查找；标记该设备串类型为终端设备类型；
当Tn端子所连接的设备为交流线路时，则终止搜索，标记该设备串类型为站间线路设备类型。
6.如权利要求5所述的一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，其特征在于，根据所述母线下所有的设备串的类型，将所述设备串按类型分组并确定所述设备串的绘图位置坐标。
7.如权利要求6所述的一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，其特征在于，所述绘图位置坐标的方法包括：确定所述设备串的垂直坐标，对于母线间连接的设备串，选取任一条母线查找设备串连接关系，对各种类型设备图元的绘图样式进行逐一绘制，直至串内设备全部绘制完成，根据最后一个设备的位置确定另一条母线的位置；
对于站间线路设备类型设备串，从母线向外进行绘制，包括位于屏幕上方的图形区域框架，在母线的上方进行站间线路的绘制；位于屏幕下方的图形区域框架，在母线的下方进行站间线路的绘制；
对于终端设备类型的设备串，将该设备串连接在其他设备处，终端设备垂直坐标依据与所连接设备的固定的垂直坐标偏移来确定。
8.如权利要求6所述的一种基于CIM-E电网模型自动生成CIM-G格式厂站内接线图的方法，其特征在于，所述绘图位置坐标的方法包括：确定所述设备串的水平坐标，对于母线间连接设备类型的设备串，计算每个母线之间所连接的设备串的个数，以母线中短的一条母线的长度为基础进行等分；
对于站间线路设备类型的设备串，以线路所连接母线中长的一条母线的长度为基础进行等分；
对于终端设备类型的设备串，根据终端设备所连接的设备规定的偏移量，进行水平坐标位置偏移。
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