CN106960103B - 一种电网图形的自动生成方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电网图形的自动生成方法及装置。读取智能变电站系统规格文件中记录的变电站模型，读取出模型中的所有设备本身的信息以及设备之间的连接关系信息，解析出变电站的完整拓扑关系；根据变电站设备的完整拓扑关系按照预定的分组准则进行变电站设备的分组；根据电压等级和母线数量读取与该电压等级和母线数量相应的模板文件，根据模板文件自动计算解析出的各组变电站设备之间的相对位置；根据所述各组变电站设备的相对位置完成接线图的绘制。本发明可以将智能变电站系统规格文件中记录的变电站模中的拓扑关系自动计算布局关系，然后自动摆放所有元件和自动连接连线，最后生成主接线图。

Description

一种电网图形的自动生成方法及装置
技术领域
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种电网图形的自动生成方法及装置。
背景技术
SSD（IEC61850 system specification description的缩写）文件为智能变电站系统规格文件，文件记录了变电站电气主接线、变电站功能及其所要求的逻辑节点，完整记录变电站内的一次设备、二次设备、应用系统以及一、二次设备间的关联关系。电网调控主站系统需要将变电站的模型以图形的方式展现给调控人员，从而调控人员能够交互式地监控变电站的运行状态。常用的电网调控主站系统的电网图形一般通过主站系统平台（智能电网调度控制系统D5000平台）的编辑器人工绘制，而智能变电站的规模较大，则绘图过程非常耗时，而且容易出错。如果能够利用SSD模型，自动解析出内部的拓扑关系，自动绘制出变电站图形则会节省大量时间，而且能够提高效率。
利用变电站模型绘制电网图形因元件较多，拓扑关系复杂，计算量大，利用全局优化算法求解布局很难取得最优解，且极易陷入局部最小；而电网主接线图的结构特点使得较为成熟的引力-斥力算法并不适用于主接线图的自动布局，因此并未有相关适用且成熟的技术公布。而目前现有的自动成图技术都为一些简单的单线图或者供电路径的自动布局方法，结构较为简单，如专利201210169328.7和专利201310116459.3，提出了基于粒子算法和多叉树的单线图自动布局算法，处理一些简单的接线图布局问题；专利201310276617.1提出了一种配电网的自动成图方法，提出了基于现有模型进行优化布局的算法，但对于核心的布局算法并未提出具体的改进措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电网图形的自动生成方法及装置，本发明可以将变电站SSD模型中的拓扑关系自动计算布局关系，然后自动摆放所有元件和自动连接连线，最后生成主接线图。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电网图形的自动生成方法，包括如下步骤，
读取智能变电站系统规格文件中记录的变电站模型，读取出模型中的所有设备本身的信息以及设备之间的连接关系信息，解析出变电站的完整拓扑关系；
根据变电站设备的完整拓扑关系按照预定的分组准则进行变电站设备的分组；
根据电压等级和母线数量读取与该电压等级和母线数量相应的模板文件，根据模板文件自动计算解析出的各组变电站设备之间的相对位置；
根据所述各组变电站设备之间的相对位置完成接线图的绘制。
在本发明一实施例中，所述按照预定的分组准则进行变电站设备的分组的过程如下，
利用广度优先遍历变电站模型的拓扑关系，遍历的准则为：判断搜索的变电站设备是否为母线，若为母线则终止搜索，将搜索到的变电站设备标记为一组，若不为母线则将变电站该设备加入本组，并标记为已搜索，然后重复以上搜索过程，直到遍历完所有设备，即完成分组工作。
在本发明一实施例中，所述接线图中各变电站设备间的接线横平竖直、并且各变电站设备按照电压等级摆放。
在本发明一实施例中，所述根据电压等级和母线数量读取与该电压等级和母线数量相应的模板文件，包括：
读取变电站设备的完整拓扑关系的电压等级和母线数量；
判断是否有与所述电压等级和母线数量相对应的模板文件；
如果有，则提取所述模板文件；
如果没有，则根据所述电压等级和母线数量创建模板文件。
在本发明一实施例中，在所述根据电压等级和母线数量读取与该电压等级和母线数量相应的模板文件之前，进一步包括：
根据电压等级和母线数量创建一个或多个模板文件；所述模板文件中记录有电压等级和母线的位置信息。
本发明还提供了一种电网图形的自动生成装置，包括：
变电站模型读取模块，用于读取智能变电站系统规格文件中记录的变电站模型，得到变电站的完整拓扑关系；
变电站设备分组模块，根据变电站模型读取模块解析出变电站的完整拓扑关系，按照预定的分组准则进行变电站设备的分组；
模板文件模块，根据电压等级和母线数量创建有一个或多个模板文件；
模板文件解析模块，通过所述模板文件模块，读取与电压等级和母线数量相应的模板文件，并计算解析得到各组变电站设备之间的相对位置；
接线图绘制模块，根据模板文件解析模块得出的各组变电站设备之间的相对位置，完成接线图的绘制。
在本发明一实施例中，所述变电站设备分组模块按照预定的分组准则进行变电站设备的分组的过程如下，
利用广度优先遍历变电站模型的拓扑关系，遍历的准则为：判断搜索的变电站设备是否为母线，若为母线则终止搜索，将搜索到的变电站设备标记为一组，若不为母线则将变电站该设备加入本组，并标记为已搜索，然后重复以上搜索过程，直到遍历完所有设备，即完成分组工作。
在本发明一实施例中，所述接线图中各变电站设备间的接线横平竖直、并且各变电站设备按照电压等级摆放。
在本发明一实施例中，所述模板文件模块中的模板文件中记录有电压等级和母线的位置信息。
在本发明一实施例中，所述模板文件解析模块通过所述模板文件模块，读取与电压等级和母线数量相应的模板文件，包括：
读取变电站设备的拓扑关系的电压等级和母线数量；
判断是否有与所述电压等级和母线数量相对应的模板文件；
如果有，则提取所述模板文件；
如果没有，则根据所述电压等级和母线数量创建模板文件。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明应用于变电站模型生成电网图形的过程；提出了一种由变电站SSD模型自动生成电网图形的方法及装置，可以将变电站SSD模型中的拓扑关系自动计算布局关系，然后自动摆放所有元件和自动连接连线，最后生成主接线图。
附图说明
图1为本发明的变电站图形生成流程。
图2为本发明厂站图模板的创建过程流程图。
图3为本发明拓扑关系设备分组流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明的一种电网图形的自动生成方法，包括如下步骤，
读取SCL（变电站配置描述语言，Substation Configuration DescriptionLanguage ）描述的SSD（系统规格描述，System Specification Description）文件，解析出变电站模型，读取出模型中的所有设备本身的信息以及设备之间的连接关系信息，解析出变电站的完整拓扑关系；
根据变电站设备的完整拓扑关系按照预定的分组准则进行变电站设备的分组；
根据电压等级和母线数量读取与该电压等级和母线数量相应的模板文件，根据模板文件自动计算解析出的各组变电站设备之间的相对位置；
根据所述各组变电站设备之间的相对位置完成接线图的绘制。
所述按照预定的分组准则进行变电站设备的分组的过程如下，
利用广度优先遍历变电站模型的拓扑关系，遍历的准则为：判断搜索的变电站设备是否为母线，若为母线则终止搜索，将搜索到的变电站设备标记为一组，若不为母线则将变电站该设备加入本组，并标记为已搜索，然后重复以上搜索过程，直到遍历完所有设备，即完成分组工作。
所述接线图中各变电站设备间的接线横平竖直、并且各变电站设备按照电压等级摆放。
所述根据电压等级和母线数量读取与该电压等级和母线数量相应的模板文件，包括：
读取变电站设备的完整拓扑关系的电压等级和母线数量；
判断是否有与所述电压等级和母线数量相对应的模板文件；
如果有，则提取所述模板文件；
如果没有，则根据所述电压等级和母线数量创建模板文件。
在所述根据电压等级和母线数量读取与该电压等级和母线数量相应的模板文件之前，进一步包括：
根据电压等级和母线数量创建一个或多个模板文件；所述模板文件中记录有电压等级和母线的位置信息。
本发明还提供了一种电网图形的自动生成装置，包括：
变电站模型读取模块，用于读取智能变电站系统规格文件中记录的变电站模型，得到变电站的完整拓扑关系；
变电站设备分组模块，根据变电站模型读取模块解析出变电站的完整拓扑关系，按照预定的分组准则进行变电站设备的分组；
模板文件模块，根据电压等级和母线数量创建有一个或多个模板文件；
模板文件解析模块，通过所述模板文件模块，读取与电压等级和母线数量相应的模板文件，并计算解析得到各组变电站设备之间的相对位置；
接线图绘制模块，根据模板文件解析模块得出的各组变电站设备之间的相对位置，完成接线图的绘制。
所述变电站设备分组模块按照预定的分组准则进行变电站设备的分组的过程如下，
利用广度优先遍历变电站模型的拓扑关系，遍历的准则为：判断搜索的变电站设备是否为母线，若为母线则终止搜索，将搜索到的变电站设备标记为一组，若不为母线则将变电站该设备加入本组，并标记为已搜索，然后重复以上搜索过程，直到遍历完所有设备，即完成分组工作。
所述接线图中各变电站设备间的接线横平竖直、并且各变电站设备按照电压等级摆放。
所述模板文件模块中的模板文件中记录有电压等级和母线的位置信息。
所述模板文件解析模块通过所述模板文件模块，读取与电压等级和母线数量相应的模板文件，包括：
读取变电站设备的拓扑关系的电压等级和母线数量；
判断是否有与所述电压等级和母线数量相对应的模板文件；
如果有，则提取所述模板文件；
如果没有，则根据所述电压等级和母线数量创建模板文件。
以下为本发明的具体实现过程。
本发明提出了一种电网图形的自动生成方法及装置，通过读取SSD（智能变电站系统规格文件）中变电站模型的连接关系，生成变电站设备的拓扑关系，然后根据拓扑关系计算设备的布局，计算所有设备的位置关系，自动摆放所有的设备，生成电网接线图。
1)自动生成电网图形的流程
图1为自动生成接线图的过程图。首先读取SSD文件中变电站模型，读取出模型中的所有变电站设备本身信息，通过读取变电站设备之间的连接关系，解析出变电站的完整拓扑关系，然后根据设备的拓扑关系按照一定的准则进行分组，分组的准则在图3中列出，完成变电站设备的分组之后，根据电压等级和母线数量读取相应的模板文件，根据模板文件自动计算解析出的各组元件的相对位置，然后摆放各组元件，完成接线图的绘制。
2)厂站图模板实现原理
电网主接线图的绘制不同于其他拓扑图的绘制，根据电网接线图的美观需求以及要求，接线图需要满足以下条件：
(1) 接线需要横平竖直，不允许斜线连接；
(2) 元件需要按照电压等级进行摆放；
根据该要求，可以将自动布局问题进行简化，降低复杂度和减少计算量，因此提出基于模板的自动布局方法。布局方法是通过母线数目和电压等级创建模板，可以根据需要创建一组符合要求的模板，模板的创建过程可以手动创建，调用模板之后可以根据也可以自动创建；调用模板的流程图如图2所示。
模板中只是记录了电压等级和母线的位置信息，解析出拓扑关系经过分组之后，提取出对应的模板，然后计算出变电站所有元件的布局信息。不同于一般的拓扑关系自动计算布局问题，变电站布局问题只需要计算相对于模板中母线的相对位置即可完成摆放，缩减了计算量，母线的长度会根据所连接元件的数目确定长度。
3)变电站设备分组原理
变电站设备在摆放之前为了缩减自动布局的计算量，需要对所连接的设备进行分组，具体分组的流程见图3所示。分组流程首先需要读取SSD的变电站模型，解析出模型的拓扑关系，然后利用广度优先遍历该拓扑关系，搜索的准则如图中所示，首先需要判断搜索的设备是否为母线，如果为母线则终止搜索，将搜索到的设备标记为一组，如果不为母线则将该设备加入本组，并标记为已搜索，然后重复以上搜索过程，直到遍历完所有设备，即完成分组工作。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种电网图形的自动生成方法，其特征在于：包括如下步骤，
读取智能变电站系统规格文件中记录的变电站模型，读取出模型中的所有设备本身的信息以及设备之间的连接关系信息，解析出变电站设备的完整拓扑关系；
根据变电站设备的完整拓扑关系按照预定的分组准则进行变电站设备的分组；
根据电压等级和母线数量读取与该电压等级和母线数量相应的模板文件，根据模板文件自动计算解析出的各组变电站设备之间的相对位置；
根据所述各组变电站设备之间的相对位置完成接线图的绘制；
所述按照预定的分组准则进行变电站设备的分组的过程如下，
利用广度优先遍历变电站模型的拓扑关系，遍历的准则为：判断搜索的变电站设备是否为母线，若为母线则终止搜索，将搜索到的变电站设备标记为一组，若不为母线则将该变电站设备加入本组，并标记为已搜索，然后重复以上搜索过程，直到遍历完所有变电站设备，即完成分组工作；
所述接线图中各变电站设备间的接线横平竖直、并且各变电站设备按照电压等级摆放；
所述根据电压等级和母线数量读取与该电压等级和母线数量相应的模板文件，包括：
读取变电站设备的完整拓扑关系的电压等级和母线数量；
判断是否有与所述电压等级和母线数量相对应的模板文件；
如果有，则提取所述模板文件；
如果没有，则根据所述电压等级和母线数量创建模板文件；
在所述根据电压等级和母线数量读取与该电压等级和母线数量相应的模板文件之前，进一步包括：
根据电压等级和母线数量创建一个或多个模板文件；所述模板文件中记录有电压等级和母线的位置信息。
2.一种电网图形的自动生成装置，其特征在于：包括：
变电站模型读取模块，用于读取智能变电站系统规格文件中记录的变电站模型，得到变电站的完整拓扑关系；
变电站设备分组模块，根据变电站模型读取模块解析出变电站的完整拓扑关系，按照预定的分组准则进行变电站设备的分组；
模板文件模块，根据电压等级和母线数量创建有一个或多个模板文件；
模板文件解析模块，通过所述模板文件模块，读取与电压等级和母线数量相应的模板文件，并计算解析得到各组变电站设备之间的相对位置；
接线图绘制模块，根据模板文件解析模块得出的各组变电站设备之间的相对位置，完成接线图的绘制；
所述变电站设备分组模块按照预定的分组准则进行变电站设备的分组的过程如下，
利用广度优先遍历变电站模型的拓扑关系，遍历的准则为：判断搜索的变电站设备是否为母线，若为母线则终止搜索，将搜索到的变电站设备标记为一组，若不为母线则将该变电站设备加入本组，并标记为已搜索，然后重复以上搜索过程，直到遍历完所有变电站设备，即完成分组工作；
所述接线图中各变电站设备间的接线横平竖直、并且各变电站设备按照电压等级摆放；
所述模板文件模块中的模板文件中记录有电压等级和母线的位置信息；
所述模板文件解析模块通过所述模板文件模块，读取与电压等级和母线数量相应的模板文件，包括：
读取变电站设备的拓扑关系的电压等级和母线数量；
判断是否有与所述电压等级和母线数量相对应的模板文件；
如果有，则提取所述模板文件；
如果没有，则根据所述电压等级和母线数量创建模板文件。
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