CN107742034A - 一种依据bpa卡片快速生成单线图的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电网规划信息化技术领域，公开了一种依据BPA卡片快速生成单线图的方法。包括以下过程：根据BPA软件卡片模板，逐行识别BPA的代码，生成卡片对象；依据元器件模板，对照卡片对象的相互关系及种类，生成元器件对象；依据核心元器件及连接关系，归并站所类单线图；依据核心元器件及连接关系，归并线路类单线图；依据单线图内包含的元器件，自动布局单线图，并实现“单线图‑元器件‑卡片‑字段”四位一体的金字塔型数据结构。本发明的技术方案将潮流计算卡片和稳态计算卡片快速生成单线图，并且根据生成的单线图能自动布局，实现电网规划过程的可视化，提升电网规划的效率，节约工时。

Description

一种依据BPA卡片快速生成单线图的方法

技术领域

本发明涉及电网规划信息化技术领域，特别是一种依据BPA卡片快速生成单线图的方法。

背景技术

国内绝大多数从事电力系统规划设计的单位均在采用BPA潮流计算卡片和暂态稳定计算卡片进行电网规划设计和仿真计算。卡片实质上就是一组专门定义的Fortran格式代码，规划人员在进行工作的时候，需要对照Fortran手册，依靠编写代码进行设计。由于全国电网一盘棋的设计思路，全国电网都连接在一起，规划人员不得不花费大量的时间逐行比对Fortran代码，在庞大的卡片库中找到晦涩的几行卡片，去完成规划设计工作。随着各个电力设计单位的企业化改制，如何通过发明新的信息化手段去提升电网规划的效率，节约工时，成为行业内被特别关注和重视的热点问题。

电网规划行业普遍意识到，必须利用图形化设计工具代替当前的代码设计工具，便于设计人员可以采用元器件拖拽的方式简洁直观的开展设计工作。因此，如何设计一种算法，能够快速将原有的BPA潮流计算卡片和暂态稳定计算卡片快速转换成图形化的单线图，同时让习惯了Fortran代码设计的从业者贴入一段卡片代码后能自动生成对应的元器件并自动布局，是电网规划行业能否进入可视化设计阶段的核心难点所在。

所以，研究BPA依据潮流计算卡片和暂态稳定计算卡片生成电网规划单线图的方法，对于电网规划技术的发展具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种依据BPA卡片快速生成单线图的方法。

本发明采用的技术方案如下：一种依据BPA卡片快速生成单线图的方法，包括以下过程：

步骤1：根据BPA软件卡片模板，逐行识别BPA的代码，生成卡片对象；

步骤2：依据元器件模板，对照卡片对象的相互关系及种类，生成元器件对象；

步骤3：依据核心元器件及连接关系，归并站所类单线图；

步骤4：依据核心元器件及连接关系，归并线路类单线图；

步骤5：依据单线图内包含的元器件，自动布局单线图，并实现“单线图-元器件-卡片-字段”四位一体的金字塔型数据结构。

进一步地，所述步骤1中，所述BPA软件卡片只包括BPA潮流计算卡片和BPA稳定计算卡片。

进一步地，所述步骤1的过程包括：逐行读取BPA潮流计算卡片和BPA稳定计算卡片Fortran串，根据Fortran串将卡片的关键字映射为类属性，再将类属性所有成员属性的定义从卡片中提取参数，最后通过反射特征给成员参数赋值，通过属性反射将Fortran串转化成潮流计算卡片对象和稳定计算卡片对象。

进一步地，所述步骤2具体过程包括：步骤21.通过潮流计算卡片对象初步生成元器件；步骤22.将两卷变压器归并为三卷变压器；步骤23.给元器件挂接稳定计算卡片对象；步骤24.依据稳定计算卡片对象调节发电机种类；步骤25.根据稳定计算卡片对象调节串补对象。

进一步地，所述步骤22是依据贪心算法判定所有的两卷变压器中能找出三个一组可以组合成三卷变压器的元器件，将两卷变压器组合成三卷变压器。

进一步地，所述步骤3中，依据核心元器件及连接关系归并的站所类单线图的范围包含直流线路换流站、发电站、变电站、串补站、开关站。

进一步地，所述步骤3的具体过程包括：步骤31.根据核心元器件设定搜索起点；步骤32.以核心元器件为中心，执行图模型广度遍历，遇到交流线路则停止进行判断，如果符合站内短线规则则继续遍历，否则停止遍历，遍历完毕之后形成了元器件的有效分割；步骤33.分割完所有的元器件后，再归并为站所类单线图。

进一步地，所述步骤3中，通过内包含的关键元器件以及元器件特征来区分不同类型的单线图。

进一步地，所述步骤5中，依据单线图内包含的元器件自动布局单线图的过程包含以下步骤：a.区分节点元器件和连接元器件，其中节点元器件要区分单头、双头和三头连接元器件；b.依据元器件对应的卡片选取对应的图形；c.关键元器件落位并排列；d.把与关键元器件之间的连接间隔成为度数，相同度数的非关键元器件落位并排列；e.依据拓扑关系放置连接元器件；f.生成标注，标识关键字。

进一步的，所述步骤5中实现“单线图-元器件-卡片-字段”四位一体的金字塔型数据结构包括：A.一个单线图中有若干个元器件；B.一个元器件中若干个潮流计算卡片和若干个稳定计算卡片；C.每一个卡片里面包含若干个字段。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的技术方案将潮流计算卡片和稳态计算卡片快速生成单线图，并且根据生成的单线图能自动布局，实现电网规划过程的可视化，提升电网规划的效率，节约工时。

附图说明

图1是本发明依据BPA卡片快速生成单线图的方法的流程示意图。

图2是本发明依据贪心算法判定所有的两卷变压器中能找出三个一组可以组合成三卷变压器的元器件的流程示意图。

图3是本发明依据核心元器件及连接关系归并站所类单线图的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，一种依据BPA卡片快速生成单线图的方法，包括以下过程：

步骤1：根据BPA软件卡片模板，逐行识别BPA的代码，生成卡片对象；

步骤2：依据元器件模板，对照卡片对象的相互关系及种类，生成元器件对象；

步骤3：依据核心元器件及连接关系，归并站所类单线图；

步骤4：依据核心元器件及连接关系，归并线路类单线图；

步骤5：依据单线图内包含的元器件，自动布局单线图，并实现“单线图-元器件-卡片-字段”四位一体的金字塔型数据结构。

优选地，所述步骤1中，所述BPA软件卡片只包括BPA潮流计算卡片和BPA稳定计算卡片。由中国电力科学院发布的BPA软件，被中国电力规划行业广泛采用，主要包含如下卡片：潮流计算卡片，涉及B、BQ、T、E、RZ等24种卡片；稳定计算卡片：包含DS系列、E系列、RZ系列在内的149种卡片。

优选地，所述步骤1的关键方法是通过属性反射实现卡片(潮流计算卡片和稳定计算卡片)的Fortran串与卡片对象之间的相互转化。卡片是一种预定好的Fortran串，依靠位数和间隔去区分类型。现将卡片的关键字映射为类属性，把卡片的具体参数映射为成员属性，包括：A开头的字符类参数；I开头的整数类参数；F开头的浮点类参数。所述步骤1的过程包括：逐行读取BPA潮流计算卡片和BPA稳定计算卡片Fortran串，根据Fortran串将卡片的关键字映射为类属性，再将类属性所有成员属性的定义从卡片中提取参数，最后通过反射特征给成员参数赋值，通过属性反射将Fortran串转化成潮流计算卡片对象和稳定计算卡片对象。本步骤中通过属性反射实现卡片Fortran串与卡片对象之间的相互转化的方法，最大的优点是没有任何硬编码，易于使用和扩展。

优选地，所述步骤2中生产元器件的种类包括：

(1).水电发电机，火电发电机，风电发电机，光伏发电机，核电发电机，垃圾发电机，地热发电机，抽蓄发电机，燃气发电机，其它发电机；

(2).无载两卷变压器，有载两卷变压器，无载三卷变压器，有载三卷变压器；

(3).交流母线，直流母线，交流线路，直流线路；

(4).SVC，STATCOM，固定串补，可控串补，高抗，并联电抗，可控高抗，并联电容，负荷，T接。

生成元器件的具体过程包括：步骤21.通过潮流计算卡片对象初步生成元器件(依据的潮流计算卡片为核心潮流计算卡片)；步骤22.将两卷变压器归并为三卷变压器；步骤23.依据节点名和并联回路ID匹配，给元器件挂接稳定计算卡片对象；步骤24.依据稳定计算卡片对象调节发电机种类，例如一个发电机包含WINDG_GE稳定计算卡片，那么应该调整为风力发电机；步骤25.根据稳定计算卡片对象调节串补对象，例如一个补偿元器件不包含RZ A稳定计算卡片，那么应该调整为可控串补。

如图2所示，所述步骤22是依据贪心算法判定所有的两卷变压器中能找出三个一组可以组合成三卷变压器的元器件，将两卷变压器组合成三卷变压器，其中，在找三个一组的两卷变压器的规则包括：

(1).T卡(变压器数据卡)和R卡(控制节点电压的带负荷调节变压器卡)依据节点名称相同配对；

(2).以某两卷变的首节点和尾节点分别作为种子，假设这个种子属于中性点，判断有无满足三卷变压器规则的两卷变压器集合，如果没有则跳转到下一次搜索；

(3).判断连接中性点的两卷变有且仅有3个，如果不满足则跳转到下一次搜索；

(4).判断是否连接有BQ卡及BS卡，如果满足则判定为发电机升压变而不是三卷变压器，并跳转到下一次搜索；

(5).判断三个两卷变压器电压存在一侧电压相同，另一侧电压各不相同并呈高中低排序，如果没有满足此条件，则跳转到下一次搜索；

(6).判断三个两卷变压器是否有共有的一个B卡作为中性点，满足则判定为三卷变压器，不满足则跳转到下一次搜索；

(7).依据R卡是否存在判断有载三卷变压器还是无载三卷变压器。

优选地，所述步骤3中，依据核心元器件及连接关系归并的站所类单线图的范围包含直流线路换流站、发电站、变电站、串补站、开关站。

如图3所示，所述步骤3是依据核心元器件及连接关系归并站所类单线图，依据BPA规则的定义，整个电网不区分单线图，所有元器件全部连接在一起，需要依据对应的算法，进行合理分割，具体过程包括：步骤31.根据核心元器件设定搜索起点,例如以换流阀为中心搜索直流线路换流站，以发电机为核心搜索发电站，以剩余变压器搜索变电站，以带高抗的孤立母线搜索开关站；步骤32.以核心元器件为中心，执行图模型广度遍历，遇到交流线路则停止进行判断，如果符合站内短线规则则继续遍历，否则停止遍历，遍历完毕之后形成了元器件的有效分割；步骤33.分割完所有的元器件后，再归并为站所类单线图。

所述步骤3中，通过内包含的关键元器件以及元器件特征来区分不同类型的单线图。

优选地，所述步骤5中，依据单线图内包含的元器件自动布局单线图的过程包含以下步骤：a.区分节点元器件和连接元器件，其中节点元器件要区分单头、双头和三头连接元器件；b.依据元器件对应的卡片选取对应的图形；c.关键元器件落位并排列；d.把与关键元器件之间的连接间隔成为度数，相同度数的非关键元器件落位并排列；此处需要一直搜索相同度数的元器件，直至搜索不到，完成相同度数的非关键元器件落位并排列；e.依据拓扑关系放置连接元器件；f.生成标注，标识关键字。

所述步骤5中实现“单线图-元器件-卡片-字段”四位一体的金字塔型数据结构包括：A.一个单线图中有若干个元器件；B.一个元器件中若干个潮流计算卡片和若干个稳定计算卡片；C.每一个卡片里面包含若干个字段。

其中一个实施例：

在西南地区A省某规划年的基础上，采用最新的图形化设计软件，进行十三五国家电网规划设计工作。由于A省历年来一直采用传统的BPA纯代码设计，内含的卡片超过5万条，如果不能实现自动化的导入并自动生成单线图，那么人工重新录制数据的成本至少是一个3人小组工作6个月，而且很难保证不出现错漏。失去了最重要的数据基础，新设计工艺的推广，举步维艰。

根据原始的BPA卡片片段，A省所涉及的原始BPA数据中，包含了35KV以上的全省所有的主要发电站、变电站以及直流线路换流站，而且因为设计人员历年来设计习惯不同，缺乏统一的风格。

利用BPA卡片自动生成电网规划单线图的方法，只需要5分钟，就能够把全省所有的单线图全部自动识别并布局完毕，设计者可以直接开始图形化的设计工作。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种依据BPA卡片快速生成单线图的方法，其特征在于：包括以下过程：

步骤1：根据BPA软件卡片模板，逐行识别BPA的代码，生成卡片对象；

步骤2：依据元器件模板，对照卡片对象的相互关系及种类，生成元器件对象；

步骤3：依据核心元器件及连接关系，归并站所类单线图；

步骤4：依据核心元器件及连接关系，归并线路类单线图；

步骤5：依据单线图内包含的元器件，自动布局单线图，并实现“单线图-元器件-卡片-字段”四位一体的金字塔型数据结构。

2.如权利要求1所述的依据BPA卡片快速生成单线图的方法，其特征在于：所述步骤1中，所述BPA软件卡片只包括BPA潮流计算卡片和BPA稳定计算卡片。

3.如权利要求2所述的依据BPA卡片快速生成单线图的方法，其特征在于：所述步骤1的过程包括：逐行读取BPA潮流计算卡片和BPA稳定计算卡片Fortran串，根据Fortran串将卡片的关键字映射为类属性，再将类属性所有成员属性的定义从卡片中提取参数，最后通过反射特征给成员参数赋值，通过属性反射将Fortran串转化成潮流计算卡片对象和稳定计算卡片对象。

4.如权利要求3所述的依据BPA卡片快速生成单线图的方法，其特征在于：所述步骤2具体过程包括：步骤21.通过潮流计算卡片对象初步生成元器件；步骤22.将两卷变压器归并为三卷变压器；步骤23.给元器件挂接稳定计算卡片对象；步骤24.依据稳定计算卡片对象调节发电机种类；步骤25.根据稳定计算卡片对象调节串补对象。

5.如权利要求4所述的依据BPA卡片快速生成单线图的方法，其特征在于：所述步骤22是依据贪心算法判定所有的两卷变压器中能找出三个一组可以组合成三卷变压器的元器件，将两卷变压器组合成三卷变压器。

6.如权利要求5所述的依据BPA卡片快速生成单线图的方法，其特征在于：所述步骤3中，依据核心元器件及连接关系归并的站所类单线图的范围包含直流线路换流站、发电站、变电站、串补站、开关站。

7.如权利要求6所述的依据BPA卡片快速生成单线图的方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程包括：步骤31.根据核心元器件设定搜索起点；步骤32.以核心元器件为中心，执行图模型广度遍历，遇到交流线路则停止进行判断，如果符合站内短线规则则继续遍历，否则停止遍历，遍历完毕之后形成了元器件的有效分割；步骤33.分割完所有的元器件后，再归并为站所类单线图。

8.如权利要求7所述的依据BPA卡片快速生成单线图的方法，其特征在于：所述步骤3中，通过内包含的关键元器件以及元器件特征来区分不同类型的单线图。

9.如权利要求8所述的依据BPA卡片快速生成单线图的方法，其特征在于：所述步骤5中，依据单线图内包含的元器件自动布局单线图的过程包含以下步骤：a.区分节点元器件和连接元器件，其中节点元器件要区分单头、双头和三头连接元器件；b.依据元器件对应的卡片选取对应的图形；c.关键元器件落位并排列；d.把与关键元器件之间的连接间隔成为度数，相同度数的非关键元器件落位并排列；e.依据拓扑关系放置连接元器件；f.生成标注，标识关键字。

10.如权利要求9所述的依据BPA卡片快速生成单线图的方法，其特征在于：所述步骤5中实现“单线图-元器件-卡片-字段”四位一体的金字塔型数据结构包括：A.一个单线图中有若干个元器件；B.一个元器件中若干个潮流计算卡片和若干个稳定计算卡片；C.每一个卡片里面包含若干个字段。