CN108647303A - 基于cim/g规范的变电站图形库导出方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，用于将变电站图形以电力系统图形描述规范CIM/G的格式导出，具体包括如下步骤：导出变电站图形的基本属性和图层信息；导出各图层中的图元信息，包括基本图元及其属性、电网图元及其属性。本发明实现了变电站系统的图形以电力系统图形描述规范CIM/G的格式一键式自动导出，有效提高了变电站监控系统升级改造的效率和可靠性，完成了跨平台、跨版本监控图形的平稳迁移。

Description

基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法

技术领域

本发明涉及一种基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，属于变电站技术领域。

背景技术

近年来对变电站内的关键设备安全要求越来越严格，现已明确规定：一区设备有操作系统的，不允许使用WINDOWS操作系统，必须使用安全性更高的LINUX或UNIX操作系统。而以江苏电网为例，存量有500余座变电站监控系统使用Windows操作系统，其中220千伏有100座，110千伏及以下项目400余座，因此有必要将变电站监控系统后台从原来的Windows操作系统升级为更加安全可靠的LINUX操作系统，满足最新自动化技术及安防要求。

作为变电站监控系统的基本展示界面，图形库的导出至关重要。而针对通常手动在新监控系统中重新绘图、关联前景数据的方法，存在效率低、可靠性低的弊端，因此有必要通过整理导出系统中图元、图形文件格式与CIM/G规范的图元、图形文件格式的共性及特性，完成两种文件格式下基本图元属性、电网图元属性、图形属性的映射关系，从而实现将变电站系统的图形以电力系统图形描述规范CIM/G的格式一键式自动导出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，解决现有技术中手动绘图效率低下、可靠性不高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：基于CIM/G规范的常规变电站图形库导出方法，将变电站图形以电力系统图形描述规范CIM/G的格式导出，具体包括如下步骤：

导出变电站图形的基本属性和图层信息；

导出各图层中的图元信息，包括基本图元及其属性、电网图元及其属性。

进一步的，所述基本属性包括：变电站图形宽度和高度、变电站图形背景颜色、变电站图形所包含的图层数量。

进一步的，所述图层信息包括：图层名称、图层所包含的图元数量。

进一步的，所述基本图元包括：直线、矩形、椭圆、椭圆弧、折线、多边形、静态文本、热敏点；

所述基本图元的属性包括：图元类型、画笔宽度、画笔颜色、画笔风格、画刷颜色、画刷风格、图元坐标。

进一步的，所述基本图元中椭圆的图元坐标转换成CIM/G规范的方法如下：

r_x＝w/2；

r_y＝h/2；

c_x＝x₀+w/2；

c_y＝y₀+h/2；

其中：(x₀，y₀)表示导出系统图形中椭圆外接矩形的左上角坐标，w表示椭圆外接矩形的宽度，h表示椭圆外接矩形的高度；(c_x，c_y)表示CIM/G规范中椭圆中心点坐标，r_x表示CIM/G规范中椭圆的x轴半径；r_y表示CIM/G规范中椭圆的y轴半径；

所述基本图元中椭圆弧的图元坐标转换成CIM/G规范的方法如下：

r^x＝w’/2；

r^y＝h’/2；

c^x＝x⁰+w’/2；

c_y＝y⁰+h’/2；

a₁＝-atan2(y¹-c^y，x¹-c^x)*180/π；

a₂＝-atan2(y²-c^y，x²-c^x)*180/π；

其中：(x⁰，y⁰)表示导出系统图形中椭圆弧外接矩形的左上角坐标；w’表示椭圆外接矩形的宽度，h’表示椭圆外接矩形的高度；(x¹，y¹)表示椭圆弧起点坐标，(x²，y²)表示椭圆弧终点坐标；(c^x，c^y)表示CIM/G规范中椭圆弧的中心点坐标、r^x表示CIM/G规范中椭圆弧的x轴半径，r^y表示CIM/G规范中椭圆弧的y轴半径；a₁表示CIM/G规范中椭圆弧的弧起点角度，a₂表示CIM/G规范中椭圆弧的弧终点角度。

进一步的，所述电网图元包括：线状设备和非线状设备。

进一步的，所述线状设备包括：母线、交流线端；

所述电网图元的线状设备的属性包括：图元类型、图元颜色、图元坐标、设备联库数据关键字。

进一步的，所述非线状设备包括：开关、刀闸、两卷变、三卷变、发电机、电容器、电抗器、电压互感器、电流互感器、避雷器、工况；

所述电网图元的非线状设备的属性包括：图元类型、图元坐标、图元缩放比例、图元旋转角度、设备联库数据关键字、图元引用信息。

进一步的，所述非线状设备的图元坐标转换成CIM/G规范的方法如下：

x＝x_real+w_real/2–w₀/2；

y＝y_real+h_real/2–h₀/2；

rotate＝angle；

scaleW＝w/w₀；

scaleH＝h/h₀；

(x_real，y_real)表示导出系统图形中图元实际所占矩形的左上角坐标，w_real表示图元实际所占矩形的宽度，h_real表示图元实际所占矩形的高度；angle表示图元旋转角度；

(x，y)表示CIM/G规范中原始图元所占矩形的左上角坐标；w₀表示原始图元所占矩形的宽度，h₀表示原始图元所占矩形的高度；rotate表示CIM/G规范中图元旋转角度；scaleW表示图元宽度方向缩放比例；scaleH表示图元高度方向缩放比例。

进一步的，所述非线状设备的图元引用信息采用“#引用图元ID_图元名称.图元类型后缀:引用图元ID_图元名称”的结构作为关键字，从而定位至图元存储目录下对应类型的文件夹下的对应图元，完成图形文件中非线状设备对图元文件的引用。

进一步的，所述非线状设备的图元文件导出为规范CIM/G格式的具体过程如下：

导出图元的基本属性，包括图元类型、图元标识号、图元名称、图元宽度和高度、图元所包含的状态数量；

导出图元的状态信息，包括本状态所包含的基本图元数量；

导出各状态中的基本图元，同一图元文件中的不同状态通过“sta”属性进行区分；

根据图元类型，将导出的非线状设备的图元文件保存在图元存储目录下对应类型的文件夹中，同文件夹下相同类型的图元通过不同的图元文件名称进行区分并唯一标识。

进一步的，所述设备联库数据关键字的导出方法具体如下：

根据设备在导出数据库中所在的表名、域名及名称，结合导入数据库与导出数据库的表域结构映射规则，将其映射到导入数据库的对应表、对应记录、对应域中，从而获得设备联库数据关键字。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

通过整理导出系统中图元、图形文件格式与CIM/G规范的图元、图形文件格式的共性及特性，完成两种文件格式下基本图元属性、电网图元属性、图形属性的映射，实现了变电站系统的图形以电力系统图形描述规范CIM/G的格式一键式自动导出，有效提高了变电站监控系统升级改造的效率和可靠性，完成了跨平台、跨版本监控图形的平稳迁移，从而满足调度远程运维、一体化监控等高级应用的要求。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明中图形文件结构导出示意图；

图3是本发明中基本图元属性导出示意图；

图4是本发明中非线状设备图元属性导出示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，为本发明提供的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，用于将变电站NS2000系统的图形以电力系统图形描述规范CIM/G的格式导出，具体包括以下步骤：

步骤一：导出图形的基本属性，包括图形宽度和高度、图形背景颜色、图形所包含的图层数量；

步骤二：导出图形的图层信息，包括图层名称、图层所包含的图元数量；

步骤三：导出各图层中的图元信息，包括基本图元和电网图元。

导出图形文件基本结构如图2所示，变电站NS2000系统的图形文件以二进制格式存储，并规定了各属性所占的字节数，图形库导出工具按照指定长度读取相应属性，并按照CIM/G规范的格式进行存储，从而获得符合CIM/G规范的图形文件。

基本图元包括直线、矩形、椭圆、椭圆弧、折线、多边形、静态文本、热敏点等。

电网图元包括母线、交流线端等线状设备和其他种类的非线状设备。非线状设备包括开关、刀闸、两卷变、三卷变、发电机、电容器、电抗器、电压互感器、电流互感器、避雷器、工况等。

基本图元的属性包括：图元类型、画笔宽度、画笔颜色、画笔风格、画刷颜色、画刷风格、图元坐标。

基本图元属性导出关系如图3所示，以直线图元为例，从变电站NS2000系统的二进制图形文件中读取直线图元的属性。

其中，变电站NS2000系统的基本图元中椭圆和椭圆弧的坐标定义与CIM/G规范中相应图元的坐标定义间不存在直接的对应关系，需要经过处理转换成CIM/G规范中的图元坐标。

变电站NS2000系统中椭圆坐标由椭圆外接矩形的左上角坐标(x₀,y₀)及椭圆外接矩形的宽度w、椭圆外接矩形的高度h进行描述；CIM/G规范中椭圆则是通过椭圆中心点坐标(c_x，c_y)及x轴半径r_x、y轴半径r_y进行描述，因此通过以下处理进行转换：

r_x＝w/2；

r_y＝h/2；

c_x＝x₀+w/2；

c_y＝y₀+h/2；

变电站NS2000系统中椭圆弧坐标由椭圆弧外接矩形的左上角坐标(x⁰，y⁰)、椭圆外接矩形的宽度w’，椭圆外接矩形的高度h’、椭圆弧起点坐标(x¹，y¹)，椭圆弧终点坐标(x²，y²)进行描述，CIM/G规范中椭圆弧则是通过椭圆弧的中心点坐标(c^x，c^y)、椭圆弧的x轴半径r^x、椭圆弧的y轴半径r^y、椭圆弧的弧起点角度a₁、椭圆弧的弧终点角度a₂进行描述，因此通过以下处理进行转换：

r^x＝w’/2；

r^y＝h’/2；

c^x＝x⁰+w’/2；

c_y＝y⁰+h’/2；

a₁＝-atan2(y¹-c^y，x¹-c^x)*180/π；

a₂＝-atan2(y²-c^y，x²-c^x)*180/π；

线状设备的属性与直线图元的属性相同，在此基础上，进一步导出设备的联库数据关键字。电网设备图元的联库数据关键字的导出方式是：根据设备在导出数据库中所在的表名、域名及名称，结合导入数据库与导出数据库的表域结构映射规则，将其映射到导入数据库的对应表、对应记录、对应域中，从而获得设备的联库数据关键字。

非线状设备的属性包括：图元类型、图元引用信息、图元坐标、图元缩放比例、图元旋转角度、设备联库数据关键字。

非线状设备图元属性导出关系如图4所示，以开关图元为例，从变电站NS2000系统的二进制图形文件中读取开关图元的属性。

其中，变电站NS2000系统中非线状设备图元的坐标信息由图元实际所占矩形的左上角坐标(x_real，y_real)、图元实际所占矩形的宽度w_real，图元实际所占矩形的高度h_real、图元旋转角度angle进行描述。CIM/G规范中非线状设备图元的坐标信息则是通过原始图元所占矩形的左上角坐标(x,y)、原始图元所占矩形的宽度w₀表示，原始图元所占矩形的高度h₀、坐标变换(tfr)进行描述，其中tfr表示坐标变换，包括translate、rotate、scale，分别表示对原始图元的偏移、旋转和缩放，其中偏移量translate通过图元坐标(x,y)体现，其余坐标转换处理如下：

x＝x_real+w_real/2–w₀/2；

y＝y_real+h_real/2–h₀/2；

rotate＝angle；

scaleW＝w/w₀；

scaleH＝h/h₀；

其中：rotate表示CIM/G规范中图元旋转角度；scaleW表示图元宽度方向缩放比例；scaleH表示图元高度方向缩放比例。

图形文件中非线状设备的图元引用信息，结合了图元类型、引用图元ID、图元名称等信息，采用“#引用图元ID_图元名称.图元类型后缀:引用图元ID_图元名称”的结构作为关键字，如“#100_breaker.dlq.icn.g:100_breaker”，从而可以定位至图元存储目录下对应类型的文件夹下的对应图元，完成图形文件对图元文件的引用。

非线状设备的图元文件组织结构为：根据图元类型，将导出的非线状设备图元文件保存在图元存储目录下对应类型的文件夹中，同文件夹下相同类型的图元通过不同的文件名称进行区分并唯一标识。图元文件导出具体过程包括：

导出图元的基本属性，包括图元类型、图元标识号、图元名称、图元宽度和高度、图元所包含的状态数量；

导出图元的状态信息，包括本状态所包含的基本图元数量；

导出各状态中的基本图元。同一图元文件中的不同状态通过“sta”属性进行区分。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，将变电站图形以电力系统图形描述规范CIM/G的格式导出，具体包括如下步骤：

导出变电站图形的基本属性和图层信息；

导出各图层中的图元信息，包括基本图元及其属性、电网图元及其属性。

2.根据权利要求1所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述基本属性包括：变电站图形宽度和高度、变电站图形背景颜色、变电站图形所包含的图层数量。

3.根据权利要求1所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述图层信息包括：图层名称、图层所包含的图元数量。

4.根据权利要求1所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述基本图元包括：直线、矩形、椭圆、椭圆弧、折线、多边形、静态文本、热敏点；

所述基本图元的属性包括：图元类型、画笔宽度、画笔颜色、画笔风格、画刷颜色、画刷风格、图元坐标。

5.根据权利要求4所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述基本图元中椭圆的图元坐标转换成CIM/G规范的方法如下：

r_x＝w/2；

r_y＝h/2；

c_x＝x₀+w/2；

c_y＝y₀+h/2；

其中：(x₀，y₀)表示导出系统图形中椭圆外接矩形的左上角坐标，w表示椭圆外接矩形的宽度，h表示椭圆外接矩形的高度；(c_x，c_y)表示CIM/G规范中椭圆中心点坐标，r_x表示CIM/G规范中椭圆的x轴半径；r_y表示CIM/G规范中椭圆的y轴半径；

所述基本图元中椭圆弧的图元坐标转换成CIM/G规范的方法如下：

r^x＝w’/2；

r^y＝h’/2；

c^x＝x⁰+w’/2；

c_y＝y⁰+h’/2；

a₁＝-atan2(y¹-c^y，x¹-c^x)*180/π；

a₂＝-atan2(y²-c^y，x²-c^x)*180/π；

其中：(x⁰，y⁰)表示导出系统图形中椭圆弧外接矩形的左上角坐标；w’表示椭圆外接矩形的宽度，h’表示椭圆外接矩形的高度；(x¹，y¹)表示椭圆弧起点坐标，(x²，y²)表示椭圆弧终点坐标；(c^x，c^y)表示CIM/G规范中椭圆弧的中心点坐标、r^x表示CIM/G规范中椭圆弧的x轴半径，r^y表示CIM/G规范中椭圆弧的y轴半径；a₁表示CIM/G规范中椭圆弧的弧起点角度，a₂表示CIM/G规范中椭圆弧的弧终点角度。

6.根据权利要求1所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述电网图元包括：线状设备和非线状设备。

7.根据权利要求6所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述线状设备包括：母线、交流线端；

所述电网图元的线状设备的属性包括：图元类型、图元颜色、图元坐标、设备联库数据关键字。

8.根据权利要求6所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述非线状设备包括：开关、刀闸、两卷变、三卷变、发电机、电容器、电抗器、电压互感器、电流互感器、避雷器、工况；

所述电网图元的非线状设备的属性包括：图元类型、图元坐标、图元缩放比例、图元旋转角度、设备联库数据关键字、图元引用信息。

9.根据权利要求8所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述非线状设备的图元坐标转换成CIM/G规范的方法如下：

x＝x_real+w_real/2–w₀/2；

y＝y_real+h_real/2–h₀/2；

rotate＝angle；

scaleW＝w/w₀；

scaleH＝h/h₀；

(x_real，y_real)表示导出系统图形中图元实际所占矩形的左上角坐标，w_real表示图元实际所占矩形的宽度，h_real表示图元实际所占矩形的高度；angle表示图元旋转角度；

(x，y)表示CIM/G规范中原始图元所占矩形的左上角坐标；w₀表示原始图元所占矩形的宽度，h₀表示原始图元所占矩形的高度；rotate表示CIM/G规范中图元旋转角度；scaleW表示图元宽度方向缩放比例；scaleH表示图元高度方向缩放比例。

10.根据权利要求8所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述非线状设备的图元引用信息采用“#引用图元ID_图元名称.图元类型后缀:引用图元ID_图元名称”的结构作为关键字，从而定位至图元存储目录下对应类型的文件夹下的对应图元，完成图形文件中非线状设备对图元文件的引用。

11.根据权利要求8所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述非线状设备的图元文件导出为规范CIM/G格式的具体过程如下：

导出图元的基本属性，包括图元类型、图元标识号、图元名称、图元宽度和高度、图元所包含的状态数量；

导出图元的状态信息，包括本状态所包含的基本图元数量；

导出各状态中的基本图元，同一图元文件中的不同状态通过“sta”属性进行区分；

根据图元类型，将导出的非线状设备的图元文件保存在图元存储目录下对应类型的文件夹中，同文件夹下相同类型的图元通过不同的图元文件名称进行区分并唯一标识。

12.根据权利要求7～11任一项所述的基于CIM/G规范的变电站图形库导出方法，其特征在于，所述设备联库数据关键字的导出方法具体如下：

根据设备在导出数据库中所在的表名、域名及名称，结合导入数据库与导出数据库的表域结构映射规则，将其映射到导入数据库的对应表、对应记录、对应域中，从而获得设备联库数据关键字。