CN107292003B - 一种电网厂站接线图自动生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电网厂站接线图自动生成方法，包括：读取电网厂站的一次模型，生成数据库及一次设备拓扑连接关系，从而判别出电网厂站接线图的电压等级、接线方式，根据厂站接线图的电压等级、接线方式以及使用者对地区习惯、规范的设置，选取对应的自动成图算法，对一次设备图元进行布局并进行连接，并配置颜色、标注，根据设备名称将画布上的一次设备与数据库中对象进行自动关联，记录使用者生成后的厂站接线图的修改，并更新至模板，供下次更新电网厂站接线图使用。本方法可以提高电网厂站接线图的制作效率，适应不同电压等级、各种接线方式，并自动完成颜色、标注配置，让使用者减少二次配置，从而实现厂站接线图自动生成的更新流程。

Description

一种电网厂站接线图自动生成方法

技术领域

本发明涉及电力自动化领域，尤其涉及电网厂站接线图自动生成方法。

背景技术

发电厂及变电站本质是电气一次设备通过电气连接实现电能量的变换和传输，厂站接线图从更高、更全面的图形方式反映了单一电气设备的功能和电气设备组合即电力系统资源的功能。随着电网规模不断扩大，厂站端拓扑日益复杂，其相应自动化及信息系统的数字化电网图形的制作工作量也大量增加。目前电网厂站接线图仍以手工绘制为主，效率较低，容易出现人为错误，需要后期花费大量时间进行校核。各地区电力公司相继颁布了变电站自动化图形界面规范，规定了图形界面相关的图元、标注、颜色和接线布局的具体要求，对电网厂站接线图绘制也提出了更高的要求。

近年来国内外开展了一些自动成图的研究，但主要集中于配电网。配电网接线方式相对简单，电压等级也较少，可以采用固定的自动成图算法。厂站接线图包含电压等级多，接线方式也多。配电网的自动成图方法无法直接应用于厂站接线图这种复杂情况。随着智能电网发展，关于如何提高厂站接线图的生成效率的研究开始深入起来。研究的一种方向是将外系统的图形直接导入，例如在制作全站系统配置文件SCD或者公用信息模型CIM同时附加可缩放矢量图形SVG，但由于不同系统制图时画布大小、标注格式、颜色配置无法保证完全一致，因此导入后的图形无法直接使用，后期需要大量时间按照地区使用习惯、规范进行调整，生成效率提高不明显。研究的另一个方向是自动生成，目前已有方法都是之前布局算法的改进，经过测试无法适用于实际系统，经分析这是由于受地区使用习惯、规范限制，同一幅厂站接线图的布局方式变化较多，例如国家电网公司《变电站监控系统图形界面规范》规定“同一电压等级的主设备间隔顺序应按照现场实际间隔顺序”，单纯依靠算法无法适应这种需求。另外，目前已有厂站接线图自动生成方法忽视了设备标注、设备颜色配置、文字颜色、文字字体等自动生成，仅关注一次设备的布局及其之间的连线。因此，目前的厂站接线图的自动生成方法仍需要大量时间进行二次加工，导致制作效率并不高。此外，无论是将外系统的图形直接导入还是目前已有的自动生成方法，都没有给出明确的更新流程。如果厂站接线图制作完毕后，使用者做了二次调整，重新生成后会使这些二次调整丢失，造成额外的重复工作。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种电网厂站接线图自动生成方法，能够根据地区习惯、规范要求自动生成电网厂站接线图，并能够在更新时保留上次使用者所作的修改。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种电网厂站接线图自动生成方法，步骤包括：

1)读取电网厂站的一次模型，通过一次模型的解析生成数据库及一次设备拓扑连接关系；

2)根据一次模型的解析生成数据库及一次设备拓扑连接关系，判别出电网厂站接线图的电压等级、接线方式，根据厂站接线图的电压等级、接线方式以及使用者对地区习惯、规范的设置，选取对应的自动成图算法；

3)解析事先制作好的厂站接线图模板，解析结果包括画布大小、设备布局、设备图元、设备颜色、连线颜色、标注格式、文本字体、文本颜色，根据模板的画布大小、设备布局，自动成图算法读取数据库及一次设备拓扑连接关系，按照模板解析结果选择对应的一次设备图元进行布局并进行连接，然后根据电压等级、设备类型对设备和连线颜色进行设置，最后根据模板中的标注格式、文本字体、文本颜色，根据实际设备进行标注，并设置字体、颜色；

4)根据设备名称将画布上的一次设备与数据库中对象进行自动关联，为一次设备分配全局唯一的标识，将此标识分别储存于画布和数据库中；

5)记录使用者对生成后的厂站接线图的修改，包括画布大小、设备布局、标注格式、文本字体、文本颜色的修改操作，并更新至模板，供下次更新电网厂站接线图使用。

所述读取电网厂站的一次模型包括外部系统提供的全站系统配置文件SCD、公用信息模型CIM、使用者输入的一次设备信息。

所述通过一次模型的解析生成的数据库内容包括电网厂站的名称、电压等级、间隔名称、一次设备名称、一次设备类型、一次设备的电气量、一次设备的全局唯一标识，如果数据库存在同名的一次设备，且该同名一次设备对象已有全局唯一标识，则更新数据库中的该同名一次设备对象的已有属性；如果该同名一次设备对象没有全局唯一标识，则删除数据库中该同名一次设备对象并插入新记录；如果不存在此名称的一次设备对象，则在数据库新插入一条记录。

所述判别出电网厂站接线图的电压等级、接线方式的方法为，根据数据库中电压等级列表取最高数值作为电网厂站接线图的电压等级，根据数据库中的母线个数、拓扑连接关系中的母线和一次设备的连接方式生成接线方式，接线方式包括单母线接线、双母线接线、单母线分段接线、带旁路的单母线、带旁路的双母线接线、单元接线、桥形接线、多角形接线。

所述自动成图算法基于Python语言，根据地区习惯、规范编写对应不同的电压等级、接线方式的自动成图算法，每种自动成图算法包括一次设备的布局、一次设备之间的连线方法、一次设备标注的布局，自动成图算法按照以下原则优先等级从高到低实现，原则包括地区习惯、规范、元件与连线互不覆盖、连线与连线不交叉、连线路径最短，自动成图算法读取模板的画布大小、设备布局，首先将一次设备在画布上进行布局，然后将一次设备之间进行连线，设置一次设备的颜色，最后对一次设备及间隔进行标注。

所述模板的设备布局包括同一电压等级一次设备位于画布的相对位置、变压器位于画布的相对位置、同一电压等级的一次设备排序方向。

所述模板的标注格式包括厂站的名称、间隔的名称、一次设备的名称、一次设备的电气量及其展现形式。

所述更新电网厂站接线图为已经生成过电网厂站接线图，然后输入新的电网厂站的一次模型，再次执行步骤1)至步骤4)。

本发明实施例提供的电网厂站接线图自动生成方法，能够根据地区习惯、规范要求自动生成电网厂站接线图，并能够在更新时保留上次使用者所作的修改。本方法可以提高电网厂站接线图的制作效率，自动成图的算法采用Python编写，能够把用其他语言制作的各种模块快速的联结在一起，适应不同电压等级、各种接线方式，设备布局及设备间连线可以按照地区习惯、规范要求自动生成，并自动完成厂站接线图的设备颜色、连线颜色、标注格式、文本字体、文本颜色配置，让使用者减少二次配置。使用者对生成后的厂站接线图个性化调整也可以保留下来，实现厂站接线图自动生成的更新流程。

附图说明

图1为本发明厂站接线图自动生成方法的流程图；

图2为本发明厂根据一次设备模型生成数据库和拓扑信息的流程图；

图3是本发明自动成图算法工作流程图；

图4是本发明自动生成的厂站接线图示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本发明厂站接线图自动生成方法的流程图，如图1所示，该方法步骤包括：

1)读取电网厂站的一次模型，通过一次模型的解析生成数据库及一次设备拓扑连接关系。

如果是厂站端，一次模型可以是由其他工具制作的标准全站系统配置文件SCD；如果是主站端，一次模型可以是由厂站端或者其他外系统提供的公用信息模型CIM；并可以读取者输入的一次设备信息。

2)根据一次模型的解析生成数据库及一次设备拓扑连接关系，判别出电网厂站接线图的电压等级、接线方式，根据厂站接线图的电压等级、接线方式以及使用者对地区习惯、规范的设置，选取对应的自动成图算法。

3)解析事先制作好的厂站接线图模板，解析结果包括画布大小、设备布局、设备图元、设备颜色、连线颜色、标注格式、文本字体、文本颜色，根据模板的画布大小、设备布局通过自动成图算法选择对应的一次设备图元进行布局并进行连接，然后根据电压等级、设备类型对设备和连线颜色进行设置，最后根据模板中的标注格式、文本字体、文本颜色，根据实际设备进行标注，并设置字体、颜色。

自动成图算法基于Python语言，能够把用其他语言制作的各种模块快速的联结在一起。根据地区习惯、规范编写对应不同的电压等级、接线方式的自动成图算法，每种自动成图算法包括一次设备的布局、一次设备之间的连线方法、一次设备标注的布局，自动成图算法按照以下原则优先等级从高到低实现，原则包括地区习惯、规范、元件与连线互不覆盖、连线与连线不交叉、连线路径最短。

4)根据设备名称将画布上的一次设备与数据库中对象进行自动关联，为一次设备分配全局唯一的标识，将此标识分别储存于画布和数据库中。

5)记录使用者生成后的厂站接线图的修改，包括画布大小、设备布局、标注格式、文本字体、文本颜色的修改操作，并更新至模板，供下次更新电网厂站接线图使用。

图2为本发明厂根据一次设备模型生成数据库和拓扑信息的流程图，如图2所示，通过一次模型的解析生成的数据库内容包括电网厂站的名称、电压等级、间隔名称、一次设备名称、一次设备类型、一次设备的电气量、一次设备的全局唯一标识，如果数据库存在同名的一次设备，且该同名一次设备对象已有全局唯一标识，则更新数据库中的该同名一次设备对象的已有属性；如果该同名一次设备对象没有全局唯一标识，则删除数据库中该同名一次设备对象并插入新记录；如果不存在此名称的一次设备对象，则在数据库新插入一条记录。根据数据库中电压等级列表取最高数值作为电网厂站接线图的电压等级，根据数据库中的母线个数、拓扑连接关系中的母线和一次设备的连接方式生成接线方式，接线方式包括单母线接线、双母线接线、单母线分段接线、带旁路的单母线、带旁路的双母线接线、单元接线、桥形接线、多角形接线。

图3是本发明自动成图算法工作流程图，如图3所示，首先将一次设备在画布上进行布局，然后将一次设备之间进行连线，设置一次设备的颜色，最后对一次设备及间隔进行标注。

图4是本发明自动生成的厂站接线图示意图，如图4所示，生成后的厂站接线图包括按照地区习惯、规范，布局的一次设备及其一次设备之间连线。此例中要求“主设备间隔顺序应按照现场实际间隔顺序”，因此110kV、35kV及主变压器设备的并没有按照一般调度编号的从小到大排列，而是按照实际顺序从大到小排列。标注包括厂站名称、间隔名称、一次设备名称、一次设备的电气量信息。本发明自动生成的厂站接线图可以直接在电网自动化系统使用，不需要二次调整。如果地区习惯、规范发生改变，使用者可以直接在厂站主接线图上进行修改，这些修改会更新在模板中。下次厂站改造一次模型发生改变时，更新厂站主接线图可以包含使用者做的修改。

Claims (9)

1.一种电网厂站接线图自动生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)读取电网厂站的一次模型，通过一次模型的解析生成数据库及一次设备拓扑连接关系；

步骤2)根据一次模型的解析生成数据库及一次设备拓扑连接关系，判别出电网厂站接线图的电压等级、接线方式；根据厂站接线图的电压等级、接线方式以及使用者对地区习惯、规范的设置，选取对应的自动成图算法；

步骤3)解析事先制作好的厂站接线图模板，自动成图算法读取数据库及一次设备拓扑连接关系，按照模板解析结果选择对应的一次设备图元进行布局并进行连接，然后根据电压等级、设备类型对设备和连线颜色进行设置，最后根据模板中的标注格式、文本字体、文本颜色，根据实际设备进行标注，并设置字体、颜色；

步骤4)根据设备名称将画布上的一次设备与数据库中对象进行自动关联，为一次设备分配全局唯一的标识，将此标识分别储存于画布和数据库中；

步骤5)记录使用者对生成后的厂站接线图的修改，并更新至模板，供下次更新电网厂站接线图使用。

2.如权利要求1所述的一种电网厂站接线图自动生成方法，其特征在于，其中所述步骤1)中，读取电网厂站的一次模型包括外部系统提供的全站系统配置文件SCD、公用信息模型CIM、使用者输入的一次设备信息。

3.如权利要求1所述的一种电网厂站接线图自动生成方法，其特征在于，其中所述步骤2)中，通过一次模型的解析生成的数据库内容包括电网厂站的名称、电压等级、间隔名称、一次设备名称、一次设备类型、一次设备的电气量、一次设备的全局唯一标识；

如果数据库存在同名的一次设备，且该同名一次设备对象已有全局唯一标识，则更新数据库中的该同名一次设备对象的已有属性；如果该同名一次设备对象没有全局唯一标识，则删除数据库中该同名一次设备对象并插入新记录；如果不存在此名称的一次设备对象，则在数据库新插入一条记录。

4.如权利要求1所述的一种电网厂站接线图自动生成方法，其特征在于，其中所述步骤2)中，判别出电网厂站接线图的电压等级、接线方式的方法为，根据数据库中电压等级列表取最高数值作为电网厂站接线图的电压等级，根据数据库中的母线个数、拓扑连接关系中的母线和一次设备的连接方式生成接线方式；接线方式包括单母线接线、双母线接线、单母线分段接线、带旁路的单母线、带旁路的双母线接线、单元接线、桥形接线、多角形接线。

5.如权利要求1所述的一种电网厂站接线图自动生成方法，其特征在于，其中所述步骤2)中，自动成图算法基于Python语言，根据地区习惯、规范编写对应不同的电压等级、接线方式的自动成图算法，每种自动成图算法包括一次设备的布局、一次设备之间的连线方法、一次设备标注的布局；

自动成图算法按照以下原则优先等级从高到低实现，包括地区习惯、规范、元件与连线互不覆盖、连线与连线不交叉、连线路径最短，自动成图算法读取模板的画布大小、设备布局，首先将一次设备在画布上进行布局，然后将一次设备之间进行连线，最后对一次设备及间隔进行标注。

6.如权利要求1所述的一种电网厂站接线图自动生成方法，其特征在于，所述步骤2)中，解析结果包括画布大小、设备布局、设备图元、设备颜色、连线颜色、标注格式、文本字体、文本颜色，根据模板的画布大小、设备布局，自动成图算法读取数据库及一次设备拓扑连接关系。

7.如权利要求6所述的一种电网厂站接线图自动生成方法，其特征在于，其中所述厂站接线图模板的设备布局包括同一电压等级一次设备位于画布的相对位置、变压器位于画布的相对位置、同一电压等级的一次设备排序方向。

8.如权利要求6所述的一种电网厂站接线图自动生成方法，其特征在于，其中所述厂站接线图模板的标注格式包括厂站的名称、间隔的名称、一次设备的名称、一次设备的电气量及其展现形式。

9.如权利要求1所述的一种电网厂站接线图自动生成方法，其特征在于，其中所述步骤5)中，更新电网厂站接线图为已经生成过电网厂站接线图，首先输入新的电网厂站的一次模型，再次执行所述步骤1)至步骤4)。

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