CN108897913A - 一种通过scd模型文件自动生成厂站图的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过SCD模型文件自动生成厂站图的方法，包括步骤：S1解析SCD模型文件，生成厂站模型的拓扑结构；S2读取厂站模型的拓扑结构生成对应的图形结构；S3根据图形结构计算画面布局和结构内各个图形对象的画面坐标；S4根据布局和图形对象的画面坐标进行画面图形元素的生成；S5生成厂站图内的连接关系以及包含设备图形元素属性的厂站图形数据库；S6生成画面对象并导出。本发明可使得电力自动化系统中各个等级系统减少厂站图作图的工作量和对点的工作量，有利于变电站主接线图跨平台无缝传输。

Description

一种通过SCD模型文件自动生成厂站图的方法

技术领域

本发明涉及电力系统分析技术领域，特别是一种通过SCD模型文件自动生成厂站图的方法。

背景技术

变电站规范模型SCD文件以可扩展性语言（extensible markup language，XML）文件的形式存在，描述包含变电站主接线图的拓扑结构。通过对拓扑结构的分析，可以解析出厂站所包含的电压等级，电压等级包含的标准间隔，厂站所包含的变压器，各个设备间的连接关系。通过图形软件工具的主接线图形结构构建。实现模型文件到图形结构的转换。从而最终实现自动生成主接线图的功能。

主接线图的自动生成通过选择模型来源，模型解析程序识别出变电站的主接线类型，然后根据厂站模型将不同的电压等级按照一定规律进行排列，并自动绘制出相关的设备的技术。系统能自动识别单母分段/旁路、双母线/旁路、双母线三分段/旁路、双母线四分段/旁路、双母六分段/旁路、3/2接线、等各种常规接线。依据接线方式自动生成厂站图，然后生成相关的设备映射关系。

主接线图是调度人员进行分析决策的有力图形工具，但是往往需要专门人员手工绘制而成。这样做也能使调度员以简单清晰的方式查看电网状态，但是数据维护的工作量大， 而且容易出现人为的数字化错误。主接线图的自动生成可以减少变电站监控系统工程化工作的工作量，并且可以通过程序的校验过程减少在绘制主接线图过程中人为的出错。因此现在基于现有的SCD模型文件可以使变电站主接线图图模一体化成为可能，设计出相应的拓扑结构和图形算法来实现单线图的自动生成，有利于变电站主接线图跨平台无缝传输。

发明内容

本发明的目的是，提供一种通过SCD模型文件自动生成厂站图的方法，使得电力自动化系统中的图形系统可以自动生成厂站图，实现高效、快速的图形绘制。

本发明采取的技术方案为：一种通过SCD模型文件自动生成厂站图的方法，包括：

S1，解析变电站SCD模型文件，得到厂站内各设备以及设备之间的连接关系，进而生成厂站模型的拓扑结构；

S2，根据S1生成的厂站模型拓扑结构，生成对应的厂站图形结构；

S3，根据S2生成的厂站图形结构，进行厂站图的画面布局，确定厂站图形结构中各个图形对象的画面坐标；

S4，根据厂站图的画面布局，以及各图形对象的画面坐标，进行各相应画面图形元素的生成；

S5，将厂站内各设备之间的连接关系，映射至相应的画面图形元素，生成厂站图内画面图形元素之间的连接结构；并建立实时数据库中各设备属性与相应画面图形元素的属性之间的关联关系；

S6，生成包含各画面图形元素数据、画面图形元素之间连接关系数据以及厂站图形数据库数据的厂站图图形文件，并输出。

优选的，S1中，所述厂站模型的拓扑结构包括厂站所包含的电压等级、变压器、母线、间隔和设备之间的逻辑关系，以及设备之间的连接关系。

优选的，S2中，所述厂站图形结构包括厂站名称、厂站类型、厂站所包含变压器结构和厂站所包含的电压等级结构，其中：

各变压器结构，包括变压器名称、变压器类型和变压器的电压等级；

各电压等级结构，包括电压等级、所包含的母线结构和所包含间隔结构；

各母线结构，包括母线名称和母线的电压等级；

各间隔结构，包括间隔名称、间隔类型和间隔内的设备结构；

各设备机构，包括设备名称和设备类型。

优选的，S3中，厂站图的画面布局包括：

计算画布的大小：根据厂站包含的电压等级个数和类型计算画布的高度，根据各电压等级所包含的间隔个数计算画布的宽度；

确定电压等级的位置：仅包含单个电压等级时，将该单个电压等级结构部署于厂站图画面中间位置；包含双电压等级时，将其中的高电压等级结构部署于厂站图画面上部位置，低电压等级结构部署于厂站图画面下部位置；包含多个电压等级时，按照电压等级由高到低，由上到下地依次将各电压等级结构部署于厂站图画面中；电压等级结构中的母线长度根据电压等级结构所包含的间隔个数计算得到，同时确定母线与间隔的位置；

定位变压器的位置：根据间隔的接线方式确定各变压器间隔及其位置，进而根据各变压器间隔的位置，确定变压器的位置；

母线的位置根据画面的布局方式计算，每个间隔的位置根据间隔的顺序确定。

优选的，S3中，将变压器定位在对应变压器间隔位置的中心。

优选的，S3中，利用连接关系的差值算法定位变压器的位置，以减少变压器用于连接各电压等级的间隔的多个连接线之间的交叉 。

优选的，本发明对应不同间隔类型分别设有间隔生成模块，各间隔生成模块中定义有与间隔类型相应的间隔设备结构；S4进行间隔生成时，基于S2已确定的实际间隔结构，根据间隔类型调用相应的间隔生成模块进行相应类型的间隔生成。即对于各间隔，在生成对应的画面图形元素时，间隔内的设备按照间隔生成模块已定义的间隔设备结构形式依次生成设备，遇到标准间隔结构有而实际间隔结构中不存在的设备时，则将连接线延伸。由此可在间隔生成后，能够更为方便准确的赋予设备属性。多个间隔生成模块的设置也大大提高了间隔生成的效率。

优选的，S5中，设备属性包括所属厂站名、所属电压等级和设备名称。

优选的，S6中，所述厂站图图形文件为SVG格式文件。也可为其它目前较为通用的图形文件格式，方便各种应用系统的直接调用，从而方便各不同第三方厂家的使用。

有益效果

本发明可以在电力自动化系统中根据SCD模型文件自动生成对应的厂站图，使得电力自动化系统的人机交互部分减少大量的绘图工作量，有利于变电站主接线图跨平台无缝传输。

附图说明

图1所示为本发明方法流程示意图；

图2所示为根据SCD文件生成厂站图形结构示意图；

图3所示为本发明厂站图形中的间隔生成流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

参考图1所示，本发明通过SCD模型文件自动生成厂站图的方法，包括：

S1，解析变电站SCD模型文件，得到厂站内各设备以及设备之间的连接关系，进而生成厂站模型的拓扑结构；

S2，根据S1生成的厂站模型拓扑结构，生成对应的厂站图形结构；

S3，根据S2生成的厂站图形结构，进行厂站图的画面布局，确定厂站图形结构中各个图形对象的画面坐标；

S4，根据厂站图的画面布局，以及各图形对象的画面坐标，进行各相应画面图形元素的生成；

S5，将厂站内各设备之间的连接关系，映射至相应的画面图形元素，生成厂站图内画面图形元素之间的连接结构；并建立实时数据库中各设备属性与相应画面图形元素的属性之间的关联关系；

S6，生成包含各画面图形元素数据、画面图形元素之间连接关系数据以及厂站图形数据库数据的厂站图图形文件，并输出。

实施例1

S1中，所述厂站模型的拓扑结构包括厂站所包含的电压等级、变压器、母线、间隔和设备之间的逻辑关系，以及设备之间的连接关系。

S2中，所述厂站图形结构包括厂站名称、厂站类型、厂站所包含变压器结构和厂站所包含的电压等级结构，其中：

各变压器结构，包括变压器名称、变压器类型和变压器的电压等级；

各电压等级结构，包括电压等级、所包含的母线结构和所包含间隔结构；

各母线结构，包括母线名称和母线的电压等级；

各间隔结构，包括间隔名称、间隔类型和间隔内的设备结构；

各设备机构，包括设备名称和设备类型。

S3中，厂站图的画面布局包括：

计算画布的大小：根据厂站包含的电压等级个数和类型计算画布的高度，根据各电压等级所包含的间隔个数计算画布的宽度；

确定电压等级的位置：仅包含单个电压等级时，将该单个电压等级结构部署于厂站图画面中间位置；包含双电压等级时，将其中的高电压等级结构部署于厂站图画面上部位置，低电压等级结构部署于厂站图画面下部位置；包含多个电压等级时，按照电压等级由高到低，由上到下地依次将各电压等级结构部署于厂站图画面中；电压等级结构中的母线长度根据电压等级结构所包含的间隔个数计算得到，同时确定母线与间隔的位置；

定位变压器的位置：根据间隔的接线方式确定各变压器间隔及其位置，进而根据各变压器间隔的位置，定位变压器的位置；

母线的位置根据画面的布局方式计算，每个间隔的位置根据间隔的顺序确定。

S3中，将变压器定位于相应变压器间隔位置的中心。或者利用连接关系的差值算法定位变压器的位置，以减少变压器用于连接各电压等级的间隔的多个连接线之间的交叉。

本发明对应不同间隔类型分别设有间隔生成模块，各间隔生成模块中定义有与间隔类型相应的间隔设备结构；S4进行间隔生成时，基于S2已确定的实际间隔结构，根据间隔类型调用相应的间隔生成模块进行相应类型的间隔生成。S5中，设备属性包括所属厂站名、所属电压等级和设备名称。

S6中，所述厂站图图形文件为SVG格式文件。也可为其它目前较为通用的图形文件格式，方便各种应用系统的直接调用，从而方便各不同第三方厂家的使用。

实施例2

参考图1至图3，本实施例通过SCD模型文件自动生成厂站图，具体包括如下步骤：

S1，解析SCD模型文件，生成厂站模型的拓扑结构，包括：

101、依据模型文件内的拓扑结构分析出设备之间的连接关系，形成厂站->变压器->电压等级->接线方式->间隔->设备的模型拓扑结构。

S2，根据厂站模型的拓扑结构，生成对应的图形结构；

201、将厂站模型的拓扑结构生成到对应的图形结构内，图形结构主要包括：

厂站结构：厂站名称、厂站类型、所包含的变压器、所包含的电压等级；

变压器结构：变压器名称、变压器类型、电压等级；

电压等级结构：电压等级、所包含的母线结构、所包含的间隔结构；

母线结构：多个母线名称、电压等级；

间隔结构：间隔名称、间隔类型、所包含的设备结构；

设备结构：设备名称、设备类型。

图2展现了从SCD文件到图形结构的转换过程：首先我们根据已获取的厂站SCD文件，采用模型解析程序进行SCD文件的分析，通过文件内设备间的拓扑关系分析出厂站内各个电压等级的接线方式，通过文件内的设备信息和接线方式形成模型的数据结构。再根据模型的数据结构进行转换，从而形成图形的内部结构。

S3，根据图形结构计算画面布局和结构内各个图形对象画面坐标，包括：

301、按照厂站包含的电压等级个数进行厂站的整体布局，布局方式为：

包含单个电压等级：部署为画面中间位置；

包含双电压等级：高电压等级在上，低电压等级在下；

包含多电压等级：高电压等级在上，低电压等级在下，各电压等级依次排列。

302、根据各个电压等级的间隔计算母线的长度，根据间隔的顺序计算每个间隔所在的相对位置，依据画面的整体布局方式计算出母线的位置；

303、根据间隔类型确定变压器间隔，根据302已确定的间隔位置，计算变压器的位置，将变压器定位在变压器间隔的中心位置。变压器位置的确定也可在变压器生成过程中进行，即步骤S4中。

S4，根据布局和图形对象的画面坐标进行画面图形元素的生成，包括：

401、进行母线和间隔的生成，间隔内的设备按照各类型间隔的接线方式依次生成，空缺的设备（实际间隔中未设置的设备）将连接线延伸。生成变压器时，若S3未定位变压器，则此时根据变压器间隔位置，计算出变压器的位置，进而生成变压器。

S5，根据画面设备图形元素生成厂站图内的连接关系，建立实时数据库中各设备属性与相应画面图形的属性之间的映射关系。包括：

501、按照连接线和设备的相交关系创建出图形画面内的连接关系；

502、按照设备的厂站名、电压等级、设备名称建立起设备和实时数据库的映射关系，从而能够真正的反映出实际对象的真实状态。

如图3所示，展示了从步骤S3到步骤S5的过程，其中：

关于厂站图布局的计算，包括：

画布大小的计算：判断厂站接线内的电压等级个数，通过电压等级个数和类型进行画布高度的计算。通过电压等级内的间隔数计算出画布的宽度；

定位电压等级的位置：根据电压等级数量和电压等级高低顺序，定位各电压等级的位置，通过间隔个数计算母线的长度，确定母线和间隔的位置；

定位变压器位置：基于变压器间隔的位置，确定变压器的位置。可通过连接关系的差值算法计算变压器位置，从而减少变压器连接各个电压等级的间隔之间的连接线的交叉。

间隔是若干相关联的设备与设备之间的连接线组成的设备集合。间隔本身具备一定的约束条件：必须与母线相连，必须要有一个主设备。

本发明对应各种间隔的生成预设了多个间隔生成模块，分别对应不同类型间隔结构的生成，即，将每一种类型间隔结构的生成作为一个程序的模板，使得各种类型间隔在生成时可参照标准间隔结构，进而根据转换来的图形数据结构进行标准间隔的创建。

间隔类型包括线路间隔、母联间隔、旁路间隔、变压器间隔。在创建标准间隔结构时需要明确这些间隔类型。从而在实际生成画面的时候调用不同的程序模板进行间隔图形的生成。

设备生成时，按照设备结构的设备类型进行标准图元的选择，从而生成标准的设备。

每一种类型的标准间隔结构都具备完整的间隔设备模型，设备和SCD文件解析的结果一一对应，空设备（即标准间隔结构具有而实际间隔不包含的间隔设备）的位置予以保留，从而在间隔生成完成后，能够赋予准确的设备属性。

在设备的指定位置自动生成设备的标签。

通过连接线和设备的位置关系从而生成正确的连接关系。

S6，生成画面对象和导出到对应的系统内，具体的：

601、将画面导出为通用格式，从而创建到对应的系统中。

将文件创建到应用系统内，可以让应用系统直接调用；支持导出为标准的SVG文件给第三方厂家使用。

通过本方法的实施，可以在电力自动化系统中根据SCD模型文件自动生成对应的厂站图。使得电力自动化系统的人机交互部分减少大量的绘图工作量。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种通过SCD模型文件自动生成厂站图的方法，其特征是，包括：

S1，解析变电站SCD模型文件，得到厂站内各设备以及设备之间的连接关系，进而生成厂站模型的拓扑结构；

S2，根据S1生成的厂站模型拓扑结构，生成对应的厂站图形结构；

S3，根据S2生成的厂站图形结构，进行厂站图的画面布局，确定厂站图形结构中各个图形对象的画面坐标；

S4，根据厂站图的画面布局，以及各图形对象的画面坐标，进行各相应画面图形元素的生成；

S5，将厂站内各设备之间的连接关系，映射至相应的画面图形元素，生成厂站图内画面图形元素之间的连接结构；并建立实时数据库中各设备属性与相应画面图形元素的属性之间的关联关系；

S6，生成包含各画面图形元素数据、画面图形元素之间连接关系数据以及厂站图形数据库数据的厂站图图形文件，并输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，S1中，所述厂站模型的拓扑结构包括厂站所包含的电压等级、变压器、母线、间隔和设备之间的逻辑关系，以及设备之间的连接关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，S2中，所述厂站图形结构包括厂站名称、厂站类型、厂站所包含变压器结构和厂站所包含的电压等级结构，其中：

各变压器结构，包括变压器名称、变压器类型和变压器的电压等级；

各电压等级结构，包括电压等级、所包含的母线结构和所包含间隔结构；

各母线结构，包括母线名称和母线的电压等级；

各间隔结构，包括间隔名称、间隔类型和间隔内的设备结构；

各设备机构，包括设备名称和设备类型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，S3中，厂站图的画面布局包括：

计算画布的大小：根据厂站包含的电压等级个数和类型计算画布的高度，根据各电压等级所包含的间隔个数计算画布的宽度；

确定电压等级的位置：仅包含单个电压等级时，将该单个电压等级结构部署于厂站图画面中间位置；包含双电压等级时，将其中的高电压等级结构部署于厂站图画面上部位置，低电压等级结构部署于厂站图画面下部位置；包含多个电压等级时，按照电压等级由高到低，由上到下地依次将各电压等级结构部署于厂站图画面中；电压等级结构中的母线长度根据电压等级结构所包含的间隔个数计算得到，同时确定母线与间隔的位置；

定位变压器的位置：根据间隔的接线方式确定各变压器间隔及其位置，进而根据各变压器间隔的位置，确定变压器的位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，S3中，将变压器定位在对应变压器间隔位置的中心。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征是，S3中，利用连接关系的差值算法定位变压器的位置，以减少变压器用于连接各电压等级的间隔的多个连接线之间的交叉 。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，对应不同间隔类型分别设有间隔生成模块，各间隔生成模块中定义有与间隔类型相应的间隔设备结构；S4进行间隔生成时，基于S2已确定的实际间隔结构，根据间隔类型调用相应的间隔生成模块进行相应类型的间隔生成。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，S5中，设备属性包括所属厂站名、所属电压等级和设备名称。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，S6中，所述厂站图图形文件为SVG格式文件。