CN108988315B - 一种基于单元制配电网模型的自动成图方法 - Google Patents

一种基于单元制配电网模型的自动成图方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，通过模型校核方法对初始配网设备模型进行校验和清洗，剔除不合理及无效的模型，将清洗后的规范全网设备模型转换成全网图模型，利用网络拓扑搜索算法，自动对全网图模型进行切割，实现配网模型单元化，从而将配网馈线模型分别“装入”供电单元模型内，完成单元制配电网模型建立，基于单元制配电网模型设备集合进行结构建模，形成点、线对象的图形元素集合，再根据配网站房特征进行站内元素合并处理，以图元布局及布线操，生成单元制配网图形，最后对生成的图形的进行优化处理生成最终的单元制配网图形；本发明节约了人工参与的代价，提高工作效率。

Description

一种基于单元制配电网模型的自动成图方法
技术领域
发明涉及一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，尤其涉一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，属于电力系统领域。
背景技术
单元配电网模型建立即将供电区域划分为若干个配电网单元作为配电网运行管理的最小逻辑单元，通过单元制规划将配电网划分为多个供电分区，以配电网现状评估分析为基础，按照供电区域差异化的规划标准，确定中压配电网目标网架接线模式，科学的将各供电分区划分为若干供电逻辑单元，以供电逻辑单元作为中压配电网规划、项目管理、用户接入、运行控制的基本单位，满足配电网建设、用户接入的高可靠运行需求。
传统配电自动化仅以馈线为单元、以馈线为单位的全网一体建模，然后基于此模型进行网络拓扑分析，自动生成配电网线路单线图、联络图及区域环网图。传统的自动成图方法难以满足单元制配电网单元化、多环网、多重构的特点，限制了单元制配电网的调控运行、日常管理等方面的灵活高效展示需求。这就需要建立一种针对单元制配电网架构下网络拓扑模型的自动成图及展示方法。
发明内容
针对目前尚未提出针对单元制配电网架构下网络拓扑模型的自动成图及展示方法，本发明公开了一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的：
一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，包括以下步骤，
S1，单元制配电网模型建立；
S2，基于单元制配电网模型设备集合的图形建模；
S3，配网站房特征处理；
S4，图元布局及布线；
S5，根据布局和布线的效果进行优化处理。
步骤S1具体包括以下步骤：
步骤(101)，导入初始全网设备模型；
步骤(102)，通过模型校核方法，对初始全网设备模型进行校验和清洗，剔除不合理及无效的模型，形成规范的全网设备模型；
步骤(103)，将清洗后的全网设备模型转换成全网图模型G(V，E)；
步骤(104)，通过拓扑搜索算法，对全网图模型进行切割，形成单元图模型；
步骤(105)，全网设备模型中提取馈线模型，将馈线模型放入供电单元图模型内，形成单元制配电网模型。
较优地，模型校核方法包括以下步骤：
1)单设备校核，对初始全网设备模型中单个设备的拓扑连接节点编号进行校核，剔除节点编号非法的设备；
2)图模比对，将拓扑连接关系与图形上绘制的设备连接关系进行比较，检查连接关系是否一致；
3)拓扑校核，通过拓扑搜索，检查是否存在无转供路径的单辐射线路或者无电源的孤立电气岛。
全网图模型G(V，E)将全网设备模型中的开关、刀闸和馈线段抽象为边E，端点抽象为点V。
所述拓扑搜索算法以10kV站内出线开关以及人工指定的站外开关为边界，对全网图模型进行拓扑分析。
步骤S2以配网设备为点对象、配网馈线段为线对象，通过虚拟若干个虚拟节点、若干个连接线完成图形建模。
步骤S3将站内设备隐藏，边界显示，站房以一个独立的图元显示，站内进出线开关外部放置。
步骤S4通过改进的树形布局算法，显示线路主干路径；以图元端子为起止位置，考虑图元、站房区域为障碍区域避让的布线算法，实现图元布局布线操作。
步骤S5在生成的单元图模型基础上，进行微调，调整后的布局布线信息记录在数据库中，当单元图模型再次发生变化时，图元布局和图形布线算法参考人工调整后的布局布线信息，形成最终的单元制配网图形。
本发明公开一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，通过单元配电网模型建立、基于单元制配网设备集合图形建模、配网站房特征处理、图元布局及布线、根据布局和布线的效果进行一定的优化处理等过程的实施，完成从单元拓扑模型到图形的无缝转变，达到自动生成单元制配电网线路单线图、联络图及区域环网图，满足电网运行管理需求的单元制配电网一次接线图的目标。通过本发明，解决了人工绘图和从不同系统导图等因素造成的效率低、易出错、各系统图形接口标准不统一、使用难度大等问题，为全面提升配电网精益化管理水平提供技术保障。
本发明以单元制配网设备集合为基础，实现单元制配网图形的自动生成可免于图形实体维护，节约了人工参与的代价，提高工作效率。单元制自动成图以拓扑模型数据可视化技术为基础，通过构建单元制配网设备拓扑关系，结合当前电力系统领域应用需求，自动生成以配网站房为主要考察对象的配网单元制配网图形。
附图说明
图1是本发明一种基于单元制配电网模型的自动成图方法流程图；
图2是本发明单元制配电网模型建立流程示意图。
图3是本发明提供的单元制配网图形中的站房结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，包括以下步骤，
S1，单元制配电网模型建立；
S2，基于单元制配电网模型设备集合的图形建模；
S3，配网站房特征处理；
S4，图元布局及布线；
S5，根据布局和布线的效果进行优化处理。
图2是根据本发明提供的单元制配电网模型建立流程示意图，如图1所述，步骤S1包括如下步骤：
步骤(101)由GIS系统或PMS系统导入初始全网设备模型；
步骤(102)通过模型校核方法，对导入的初始全网设备模型进行校验和清洗，剔除不合理及无效的模型，形成规范的全网设备模型；
规范的全网设备模型具备以下特征：拓扑连接节点编号合法、拓扑连接关系与图形上绘制的设备连接关系一致、拓扑搜索不存在无转供路径的单辐射线路和拓扑搜索不存在无电源的孤立电气岛条件。
步骤(103)将清洗后的全网设备模型转换成全网图模型G(V，E)；
步骤(104)通过拓扑搜索算法，对全网图模型进行切割，形成单元图模型；
步骤(105)将馈线模型分别“装入”供电单元图模型内，形成单元制配电网模型。
步骤(102)所述的模型校核方法包括以下步骤：
1)单设备校核，对初始全网设备模型中单个设备的拓扑连接节点编号进行校核，剔除节点编号非法的设备；
2)图模比对，将拓扑连接关系与图形上绘制的设备连接关系进行比较，检查连接关系是否一致；
3)拓扑校核，通过拓扑搜索，检查是否存在无转供路径的单辐射线路或者无电源的孤立电气岛。
全网图模型G(V，E)将全网设备模型中的开关、刀闸和馈线段抽象为边E，端点抽象为点V。
拓扑搜索算法以10kV站内出线开关以及人工指定的站外开关为边界，对全网图模型进行拓扑分析。
如图2所示，步骤S2以配网设备为点对象、配网馈线段为线对象，通过虚拟若干个虚拟节点、若干个连接线完成单元制配网模型的图形建模；
步骤S3将站内设备隐藏，边界显示，站房以一个独立的图元显示，站内进出线开关外部放置；
步骤S4通过改进的树形布局算法，显示线路主干路径；以图元端子为起止位置，考虑图元、站房区域为障碍区域避让的布线算法，来实现图元布局布线操作；
步骤S5在自动生成的单元图基础上，由人工进行微调，调整后的布局布线信息记录在数据库中，当本图的模型再次发生变化时，图元布局和图形布线算法会参考人工调整后的布局布线信息，形成最终的单元制配网图形。
图3是根据本发明提供的单元制配网图形中的站房结构示意图。
站房PDS以一个独立的图元显示，站内进出线开关(KG01、KG02、KG03、KG04)外部放置。
以上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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1，单元制配电网模型建立；
S2，基于单元制配电网模型设备集合的图形建模；
S3，配网站房特征处理；
S4，图元布局及布线；
S5，根据布局和布线的效果进行优化处理；
步骤S1具体包括以下步骤：
步骤(101)，导入初始全网设备模型；
步骤(102)，通过模型校核方法，对初始全网设备模型进行校验和清洗，剔除不合理及无效的模型，形成规范的全网设备模型；
步骤(103)，将清洗后的全网设备模型转换成全网图模型G(V，E)；
步骤(104)，通过拓扑搜索算法，对全网图模型进行切割，形成单元图模型；
步骤(105)，全网设备模型中提取馈线模型，将馈线模型放入供电单元图模型内，形成单元制配电网模型。
2.根据权利要求1所述的一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，其特征在于，
所述模型校核方法包括以下步骤：
1)单设备校核，对初始全网设备模型中单个设备的拓扑连接节点编号进行校核，剔除节点编号非法的设备；
2)图模比对，将拓扑连接关系与图形上绘制的设备连接关系进行比较，检查连接关系是否一致；
3)拓扑校核，通过拓扑搜索，检查是否存在无转供路径的单辐射线路或者无电源的孤立电气岛。
3.根据权利要求1所述的一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，其特征在于，
所述全网图模型G(V，E)将全网设备模型中的开关、刀闸和馈线段抽象为边E，端点抽象为点V。
4.根据权利要求1所述的一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，其特征在于，
所述拓扑搜索算法以10kV站内出线开关以及人工指定的站外开关为边界，对全网图模型进行拓扑分析。
5.根据权利要求1所述的一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，其特征在于，
步骤S2以配网设备为点对象、配网馈线段为线对象，通过虚拟若干个虚拟节点、若干个连接线完成图形建模。
6.根据权利要求1所述的一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，其特征在于，
步骤S3将站内设备隐藏，边界显示，站房以一个独立的图元显示，站内进出线开关外部放置。
7.根据权利要求1所述的一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，其特征在于，
步骤S4通过改进的树形布局算法，显示线路主干路径；以图元端子为起止位置，考虑图元、站房区域为障碍区域避让的布线算法，实现图元布局布线操作。
8.根据权利要求1所述的一种基于单元制配电网模型的自动成图方法，其特征在于，
步骤S5在生成的单元图模型基础上，进行微调，调整后的布局布线信息记录在数据库中，当单元图模型再次发生变化时，图元布局和图形布线算法参考人工调整后的布局布线信息，形成最终的单元制配网图形。
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