CN105302965A - 多设备电源路径示意图自动生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多设备电源路径示意图自动生成算法，包括以下步骤：分析各条路径上的设备，利用合并算法对各条路径上的相同设备进行抽取、合并，抽象出一条条具有共享信息的路径；将画布等分成行列分布的网格，遍历各条路径上的设备，利用布局算法计算设备所处的网格，设备网格确定好后，进行连接线布局，根据设备之间的拓扑连接关系，确定连接线的走向和坐标。再将设备和连接线坐标转换为画布上的绘制坐标，最后绘制出最终示意图。本发明能够快速根据多个设备的供电路径自动绘制一张总的供电示意图，解决了保电业务中单路径供电路径示意图展示的局限，既保证图形化的直观方便，又保证了保电方案制定的高效率。

Description

多设备电源路径示意图自动生成方法

技术领域

本发明属于电力系统图形展示工具软件领域，具体是一种多设备电源路径自动生成示意图的方法。

背景技术

在重大活动及重大节假日中，电力公司需要对重要用户或设备进行保电，确保在特定时间内电力供应的可靠性和稳定性。在保电前需要制定保供电方案，以此来加强设备管理，确保主、配网设备的健康水平和安全可靠运行。在制定保供电方案中分析特定用户或设备的供电路径尤为重要，只有掌握了上下游供电设备，才能有针对性的进行保供电。

供电路径分析是针对保供电组下的某个用户或多个配变进行电源路径分析，分析出电源路径供随时查阅以及制作保电方案文档。在电力的调配一体化系统中，利用输配统一的电网模型，可以对配电网中的重要负荷，需要实现从配电网到地区电网供电电源的全网追踪。计算出来的供电路径通过列表展示设备名称的方法不够直观，迫切需要一种图形化的展示方法直观地显示设备之间供电的上下游关系。

电源路径的传统展示方式是在画布上绘制单个设备的电源路径，按照从上至下，从左到右的布局顺序摆放各个设备，设备之间用连接线连接。然而，单个设备的电源路径往往不能满足现实的要求，很多情况一个用户会对应多个设备(配变)，如果用单路径展示方法来处理该用户的保电方案时有两个不足，一是要分别查看每个设备的电源路径，使用起来极不方便，二是不能在一张图上直观的看出多个电源路径上的公共设备，而公共设备往往是保电方案中的重点保护对象。

针对以上不足，本发明提出了《多设备电源路径示意图自动生成方法》，将多个单设备供电路径进行合并，在一张图上显示多条路径，形成全面的用户供电路径追踪图。

发明内容

本发明目的是：本发明针对目前一个用户对应多个设备的特点以及展示要求，为提高用户查看电源路径的效率和方便性，提出了一种适用于多设备电源路径示意图的多设备电源路径自动生成示意图的方法。本多设备电源路径自动生成示意图的方法可广泛用于电力公司的保电业务中，方便任意多个设备电源路径的合并展示，提高制定保电方案的效率。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：多设备电源路径示意图自动生成算法，包括以下步骤：

1)获取设备的电源路径：按照设定的最高电压等级获取设备的电源路径，对于高电压等级环网，通过用户手工选择来形成一条唯一路径，路径通过设备列表来表示，每个设备有名称、电压等级、OID、厂站名称等信息；

2)路径调整和合并：遍历多个设备的电源路径，将路径中的公共设备提取出来，打上公共设备的标记，并且记录所属的路径id号；

3)划分网格：规划绘图区域，将画布划分为宽gridwidth、高gridheight的矩形状网格。根据画布的宽度与路径数计算出每条路径的布局；

4)设备位置计算：遍历各条路径上的设备，根据各条路径的边界、公共设备位置以及路径走向来计算各个设备的网格坐标，从而计算出路径中设备的最终布局坐标；

5)走线计算：确定了各设备的网格坐标后，可以计算所有连接关系的走线网格坐标。根据要求，连接关系绘制为横平竖直的连接线，其坐标为点序列坐标；

6)计算画布坐标：以上布局算法得到的设备坐标和连接线点序列坐标均为网格坐标，通过网格坐标与网格大小gridwidth、gridheight进行计算转换为画布上的绘制坐标，从而绘制出最终路径示意图。

进一步的，提供设备的电源树列表供用户逐层选择，将用户选好的电源路径

加入到设备电源路径表中，用户可以重复这个动作，选择多个设备的电源路

径加入到路径列表中。

进一步的，遍历设备电源路径，计算出公共设备以及各条路径长度、宽度，根据公共设备所属的路径合理布局各个路径在画布上左右顺序。

进一步的，根据计算好的路径宽度确定每条路径的起始网格坐标，依次遍历路径上的设备，具体过程为：

1)在该路径的宽度范围内将设备从左往右放到网格中，如果超过路径宽度，则将设备换行，换行后的设备与上一个设备处在相同的列，但不同的行；

2)换行后的设备排放顺序与上一行顺序相反，比如之前是从左往右排放，新的行就要从右往左排放设备；

3)如果遇到公共设备则换行，公共设备的列一般放在整个画布在最左或最右边，且设备摆放顺序与上一行相反，如果公共设备的下一个设备是非公共设备则继续换行，此时非公共设备的列是该路径宽度中的最左或最右位置，设备摆放顺序与公共设备相反。

进一步的，所述走线计算方法为，遍历路径上的设备，判断该设备是否与上一个设备在同一行上，①如果在同一行上，根据设备的摆放顺序，确定连接线的两端坐标，如从左往右摆放，则将该设备的外接矩形的左中坐标和上一个设备外接矩形的右中坐标相连；②如果相隔一行且列相同，则根据设备走向，将两个设备的右中坐标或左中坐标相连；③如果相隔一行且列不同，则根据设备走向，线的点序列要由4个坐标点组成，形成Z型横平竖直的折线；④如果相隔多行，则在计算线坐标时要考虑它们的行差，生成跨越多行的Z型横平竖直的折线。

进一步的，所述计算画布坐标方法如下：

1)计算设备的绘制坐标。将设备网格坐标与网格大小gridwidth、gridheight进行计算，得到节点在画布上的绘制坐标；

2)计算连接线绘制坐标。连接线走线网格坐标只需要乘以网格大小即可转换为绘制坐标。

有益效果

采用本发明所述的方法，能够快速根据多个设备的供电路径自动绘制一张总的供电示意图，解决了保电业务中单路径供电路径示意图展示的局限，既保证图形化的直观方便，又保证了保电方案制定的高效率。

附图说明

图1是本发明的总体流程图；

图2是获取电源路径的界面；

图3是画布上的网格图；

图4是计算单个设备位置的流程图；

图5是走线位置图；

图6是自动绘图的结果截图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

本多设备电源路径示意图自动生成方法包含以下步骤：

步骤一：获取设备的电源路径：

通过主配网协同功能，对于指定的重要用户，在配电网追踪完成后，可以在地区电网中继续进行主网电源追踪，追踪到指定电压等级母线，对于高电压等级的环网，可以通过人工选择来形成唯一路径(拓扑结合开关)，最终形成全网全路径的供电电源路径。路径通过设备列表来表示，每个设备有名称、电压等级、OID、厂站名称等信息。其中OID是设备的唯一标识，不同路径上的同一个设备的OID是相同的，下面的步骤也是基于此来判别设备是不是公共设备。

如图2所示，在界面上将各级电源通过层次树的方式一级级展开供用户选择，层次树中只包含电源设备，中间的一些导电设备、变压器等没有详细列出。在选定的上级电源上右击，在弹出的菜单中选择“加入到路径列表”，在路径列表中就会增加这个电源路径，路径中包含所有的设备。

步骤二：路径调整和合并：

遍历多个设备的电源路径，通过设备的OID比对，将路径中的公共设备提取出来，打上公共设备的标记，并且记录所属的路径id号，多个路径共享同一个公共设备的数据结构。此外，根据获取到的公共设备，调整电源路径的顺序，比如有三条设备电源路径，第一条和第三条有公共设备，第一条和第二条没有公共设备，那么将第二条和第三条路径调换位置，这样可以避免在绘制的时候第三条路径的连接线跨过第二条与第一条相连接，影响界面的美观。如果三条互相都有公共设备，那么根据公共设备的数目和位置来决定它们的顺序。

步骤三：划分网格：

如图3，规划绘图区域时，将画布划分为宽gridwidth、高gridheight的矩形状网格。如图，以整个画布的左上角为原点，向右是X轴的正方向，向下是Y轴的正方向，将网格进行坐标划分。用(x,y)的坐标点来表示各个网格，下面步骤中所述的设备横坐标和纵坐标就是指设备的网格坐标。

步骤四：设备位置计算：

如果是单条路径，那么它的设备坐标顺序就应该是(0,0)、(1,0)、(2,0)、(3,0)、(4,0)、(5,0)、(5,1)、(4,1)、(3,1)、(2,1)、(1,1)、(0,1)等等，在画布上呈S型布局。这个算法只要遍历路径，把设备依次放入网格中就可以了。但要是多条路径的话，设备的位置算法要变得复杂，首先要对网格进行路径边界划分，确定每条路径大致布局；其次要处理公共设备的换行以及布局；最后遇到已经处理过的公共设备，要重新调整该路径的布局。

每条路径都有一个初始边界，如画布分成6列，如果有2条路径的话，那么每条路径占3列，第一条路径的边界就是0,1,2，第二条路径的边界就是3,4,5。0是第一条路径的左边界，2是第一条路径的右边界，这个边界值其实就是网格的横坐标。假设第一条路径没有公共设备，那么它的前两行坐标顺序就是(0,0)——>(1,0)——>(2,0)——>(2,1)——>(1,1)——>(0,1)。路径中设备的初始走向是自左向右，换行后，就变成自右向左。

图4是计算单个设备位置的流程图。遍历路径中的设备，判断该设备与同路径中上一个设备是否连续，所谓的连续是指这两个设备的所属路径完全一致，在步骤二中每个设备都记录下了所属的路径id号，通过id号比对来判断是否连续。

如果连续，再结合该设备的走向，如果是自左向右，则判断设备的横坐标是否大于右边界，如果大于则换行(纵坐标加1，横坐标不变)，并将设备的走向改成自右向左；如果是自右向左，则判断设备的横坐标是否小于左边界，如果小于则换行，并将设备的走向改成自左向右；如果不需要换行，则纵坐标不变，横坐标根据设备走向加1或减1即可。

如果不连续，则强制换行，重新计算边界，将设备的多个路径id号取出来进行从小到大排序，最小的号赋值给begin，最大的号赋值给end，则新的边界为：

nLeft-begin*path_width；

＃

nRight＝(end+1)*path_width-1；

其中path_width是路径宽度，nLeft是左边界，nRight是右边界。

一条路径遍历后，设备会记下所在的坐标、走向以及设备在该路径下所处在行。当另一条路径再次遍历到该设备时，则比较当前路径所在行和设备所记录的行，如果路径的行大于设备的行，则修改设备的行，反之，修改路径的当前行。

步骤五：设备画布坐标和走线计算

设备的网格坐标确定后，接下来就要计算设备的实际坐标以及连接线的坐标，设备的左上角坐标以及外接矩形是：

ptTopLeft＝QPointF(x*gridwidth，(y+1)*gridheight-gridheight/2.0)；

rect＝QRectF(ptTopLeft，QSizeF(gridwidth/2.0，gridheight/2.0))；

其中(x，y)是设备的网格坐标，gridwidth是网格宽度，gridheight是网格高度。由此可见，设备大小只占网格的四分之一，位于网格的左下角，网格的其余空间主要是为了放置连接线以及设备的文字标注。如图5所示，网格内虚线矩形表示设备实际位置，黑色细线是连续设备连接线，黑色粗线是不连续设备连接线。

走线计算需要遍历路径上的设备，将遍历到的设备与前一个设备进行比较，如果是同一行，走向是自左向右，则将前一个设备外接矩形的右中点和该设备的左中点相连，反之，则将前一个设备外接矩形的左中点和该设备的右中点相连。

如果不在同一行，但在同一列，则根据走向，将两个设备的两个左中点相连或两个右中点相连。

如果不同行且不同列，则将两个设备的左中点和右中点按照Z型进行连接。

Claims (6)

1.多设备电源路径示意图自动生成算法，其特征在于其包括以下步骤：

步骤(1)获取设备的电源路径:按照设定的最高电压等级获取设备的电源路径，对于高电压等级环网，通过用户手工选择来形成一条唯一路径，路径通过设备列表来表示，每个设备有名称、电压等级、OID和厂站名称信息。

步骤(2)路径调整和合并:遍历多个设备的电源路径，将路径中的公共设备提取出来，打上公共设备的标记，并且记录所属的路径id号；

步骤(3)划分网格：规划绘图区域，将画布划分为宽gridwidth、高gridheight的矩形状网格；根据画布的宽度与路径数计算出每条路径的边界；

步骤(4)设备位置计算：遍历各条路径上的设备，根据各条路径的边界、公共设备位置以及路径走向来计算各个设备的网格坐标，从而计算出路径中设备的布局坐标；

步骤(5)走线计算：确定了各设备的网格坐标后，可以计算所有连接关系的走线网格坐标；根据要求，连接关系绘制为横平竖直的连接线，其坐标为点序列坐标；

步骤(6)计算画布坐标：以上布局算法得到的设备坐标和连接线点序列坐标均为网格坐标，通过网格坐标与网格大小gridwidth、gridheight进行计算转换为画布上的绘制坐标，从而绘制出最终路径示意图。

2.根据权利要求1所述的多设备电源路径示意图自动生成算法，其特征在于，提供设备的电源树列表供用户逐层选择，将用户选好的电源路径加入到设备电源路径表中，用户可以重复这个动作，选择多个设备的电源路径加入到路径列表中。

3.根据权利要求1所述的多设备电源路径示意图自动生成算法，其特征在于，遍历设备电源路径包括以下步骤：计算出公共设备以及各条路径长度、边界，根据公共设备所属的路径合理布局各个路径在画布上左右顺序。

4.根据权利要求1所述的多设备电源路径示意图自动生成算法，其特征在于，根据计算好的路径边界确定每条路径的起始网格坐标，依次遍历路径上的设备，具体过程为：

(1)在该路径的边界范围内将设备从左往右放到网格中，如果超过路径边界，则将设备换行，换行后的设备与上一个设备处在相同的列，但不同的行；

(2)换行后的设备排放顺序与上一行顺序相反，比如之前是从左往右排放，新的行就要从右往左排放设备；

(3)如果遇到公共设备则换行，公共设备的列一般放在整个画布在最左或最右边，且设备摆放顺序与上一行相反，如果公共设备的下一个设备是非公共设备则继续换行，此时非公共设备的列是该路径宽度中的最左或最右位置，设备摆放顺序与公共设备相反。

5.根据权利要求1所述的多设备电源路径示意图自动生成算法，其特征在于所述走线计算方法为：遍历路径上的设备，判断该设备是否与上一个设备在同一行上；

①如果在同一行上，根据设备的摆放顺序，确定连接线的两端坐标，如从左往右摆放，则将该设备的外接矩形的左中坐标和上一个设备外接矩形的右中坐标相连；

②如果相隔一行且列相同，则根据设备走向，将两个设备的右中坐标或左中坐标相连；

③如果相隔一行且列不同，则根据设备走向，线的点序列要由4个坐标点组成，形成Z型横平竖直的折线；

④如果相隔多行，则在计算线坐标时要考虑它们的行差，生成跨越多行的Z型横平竖直的折线。

6.根据权利要求1所述的多设备电源路径示意图自动生成算法，其特征在于，所述计算画布坐标方法如下：

(1)计算设备的绘制坐标：将设备网格坐标与网格大小gridwidth、gridheight进行计算，得到节点在画布上的绘制坐标。

(2)计算连接线绘制坐标：连接线走线网格坐标只需要乘以网格大小即可转换为绘制坐标。