CN110046391A - 基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于监控信息表的变电站接线图自动生成方法，利用变电站的监控信息表，自动生成变电站一次接线图，同时在调度主站数据库建立与监控信息相对应的数据模型信息，并将建立好的数据模型信息映射到所生成的变电站一次接线图上，实现变电站图、模、数自动维护。本发明不仅解放了自动化人员人力，而且避免了人工大量数据链接产生的错误，大大提升了调度的自动化水平。

Description

基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法

技术领域

本发明涉及电力系统调度控制技术，特别涉及一种基于监控信息的变电站一次接线图自动生成方法。

背景技术

调度主站变电站接线图对电网的调控员非常重要，调控员通过调度主站变电站接线图对电力设备可以进行管理、电力事故处理等工作。目前变电站接线图多由自动化人员人工绘制，首先通过dbi工具在数据库中录入电力设备的数据模型信息，然后通过EMS中提供的手工绘图工具绘制变电站接线图，最后通过检索器实现图形中设备与数据库中的模型设备的关联。随着经济水平的发展，变电站数量爆发式增长，其次随着计算机通信技术的发展，变电站设备的大量信号接入调度主站，自动化人员人工创建数据库模型工作量巨大，数据模型和变电站接线图图元关系人工链接容易出错，这给电网的安全运行带来隐患。

在我国的众多学术机构、科研院所，有很多针对电力系统图形自动生成的研究，主要集中在配网单线图、电网潮流图自动布局方面，调度主站变电站接线图方面的研究相对较少。变电站接线图中设备类型多，母线接线方式复杂，而且各个地方又都有自己的图形绘制习惯，基于现有拓扑模型信息，单纯利用布局与布线算法来实现变电站接线图，准确度低。同时，变电站设备数据模型入库还依靠人工添加，大部分的自动绘图方法也并没有实现与数据模型自动关联。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、获得遥信信息表，过滤非设备类对象，保留断路器、刀闸、接地刀闸设备及其所属间隔信息，在此基础上增加变电站内的主变、母线、间隔及附属信息，构建完整的变电站模型对象；

步骤2、清理信息表对象，删除与图形接线不相关的对象信息，构建变电站描述结构；

步骤3、通过查询特征路径，将变电站描述结构与历史图形模板特征库进行图形模板匹配；

步骤4、如果匹配失败，则增大样本容量重新构建图形模板特征库；如果匹配成功，则基于该图像模板的结构进行目标图形自动绘制；

步骤5、如果不选择模型入库，则直接结束，完成图形生成；如果选择模型入库，则根据监控信息表生成设备CIM文件，完成写库工作；

步骤6、如果入库失败，则检查日志，直接结束；如果入库成功，则根据变电站名称检索站内设备集合；

步骤7、根据检索到的设备集合更新图形中绑定的设备对象ID、量测对象ID，反写图形文件，实现已经绘制的图形和数据库模型的映射，完成图模自动关联；

步骤8、完成图形生成功能后，写入到磁盘并浏览器展示。

作为一种具体实施方式，步骤1中，添加的附属信息包括交流线段、压变、负荷、电容器。

作为一种具体实施方式，步骤3中，图形模板特征库描述各个图形模板的规模信息，包括主变数量、类型、高中低各个电压等级母线的数量、接线方式、母联、母分间隔的数量及各个母线的关联的间隔数量。

作为一种更具体实施方式，步骤3中，模板匹配时，输入电压等级，检索图形模板特征库，然后与步骤2构建的变电站描述结构进行匹配，其中严格匹配的对象有：主变数量、类型，各个电压等级的母线数量、接线方式、母联母分间隔数量，在此基础上，变电站描述结构可能匹配多个图形模板，需要进一步构建图形模板评估函数，考察各个母线的间隔数，选择最优的图形模板。

作为一种具体实施方式，步骤4中，图形绘制的具体方法为：

(1)接线图形模板，进行对象化构建，实现由G文件到图形逻辑对象的转换；在此基础上，根据信息表模型信息实现主变、母线、母联或母分间隔的模型绑定；

(2)根据母线模型查询信息表中该母线关联的间隔数量，通过进出线间隔特征库检索到对应的间隔；

(3)根据查询到的间隔对象，复制对象，完成间隔布局；

(4)根据布局的间隔数量，判断母线长度是否需要调整；如果需要调整母线长度，则进一步检查是否存在图素重叠的情况；否则进行文本、量测信息的自动布局；

(5)如果由于母线的长度变化发生重叠，则需要移动整体上母线对象关联，并再次进行重叠检测；

(6)完成间隔、文本、量测布局后，进行图形整体拓扑关系验证，保证图形元素的拓扑连通性；

(7)在图形拓扑验证通过后，即完成了整体图形绘制。

作为一种具体实施方式，步骤4中，如果绘制图形与实际图纸有差异，则检查信息表维护的信息是否完整或有异常，经过多次迭代，生成满足要求的图形绘制。

作为一种具体实施方式，步骤5中，模型入库的具体方法为：

(1)根据信息表生成的变电站模型层次对象，序列化为xml文本；

(2)解析模型xml文本，获得待入库的设备模型，根据变电站名称判断变电站是否存在，如果不存在，则通过DBI维护变电站对象，根据变电站名称检索变电站ID，依次入库站内主变、母线、间隔、交流线路；

(3)获得间隔ID，入库间隔内的断路器、刀闸、地刀及附属设备、负荷，返回入库结果。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明利用的变电站监控信息表，能够准确描述变电站信息，依据监控信息表绘制接线图，能够满足调控人员的工作需求，实现变电站数据模型入库、数据模型与接线图数据自动链接，不仅解放了自动化人员人力，而且避免了人工大量数据链接产生的错误，大大提升了调度的自动化水平。

附图说明

图1是基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法框架示意图。

图2是本发明模型入库架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步说明本发明方案。

本发明基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法，利用变电站的监控信息表，生成变电站一次接线图，同时在调度主站数据库建立与监控信息相对应的数据模型信息，并将建立好的数据模型信息映射到所生成的变电站一次接线图上，实现变电站图、模、数自动维护，如图1所示，具体包含以下步骤：

步骤1、获得遥信信息表，过滤非设备类对象，保留断路器、刀闸、接地刀闸等设备对象及其所属间隔信息。在此基础上增加变电站内的主变、母线、间隔及附属信息(附属信息包括交流线段、压变、负荷、电容器)，构建完整的变电站模型对象。此处，自动化人员在调控提供的遥信信息点表基础上，进行变电站图模自动生成过程必要的附加信息维护，手工维护变电站站内的主变、母线、间隔信息，能够生成符合图模自动生成工具识别的变电站模型对象。

步骤2、清理信息表对象，删除与图形接线不相关的对象信息(例如XX开关A相变位)，构建变电站描述结构。

步骤3、基于变电站模型对象，通过查询特征路径，匹配图形模板，具体通过查询构建变电站描述结构的电压等级信息，将其与历史图形模板特征库进行图形模板匹配。

图形模板特征库是对存量历史图形的抽象描述。图形模板库按照电压等级进行分类，例如：500kV图形模板、220kV图形模板、110kV图形模板、35kV图形模板等。图形模板库包括附属设施间隔库、线端间隔库、负荷间隔库、母联间隔库、母分间隔库、主变间隔库等。

典型变电站图形模板的元素包括：所有主变、所有母线、所有母联、母分间隔、主变间隔。本申请图形模板是在原图的基础上，裁剪掉所有非接线元素(超链、图示、遥信、遥测等)，同时裁剪掉线端间隔、负荷间隔。

模板匹配是具体是：基于信息表的变电站描述结构在图形模块库中算法搜索相似度最高的图形模板。目前图形模板特征库中描述了各个图形模板的规模信息，包括主变数量、类型、高中低各个电压等级母线的数量、接线方式、母联、母分间隔的数量及各个母线的关联的间隔数量。模板匹配时，输入电压等级，检索图形模板特征库，然后与步骤2构建的变电站描述结构进行匹配，其中严格匹配的对象有：主变数量、类型，各个电压等级的母线数量、接线方式、母联母分间隔数量。在此基础上，目标变电站结构可能匹配多个图形模板，因此进一步构建图形模板评估函数，主要考察各个母线的间隔数，选择最优的图形模板。

步骤4、如果匹配失败，则说明图形模板特征库中不存在相似的历史图形，因此需要增大样本容量重新构建图形模板特征库，否则无法匹配图形模板；如果匹配成功，则基于该模板的结构变电站模型对象进行图形自动绘制。如果绘制图形与实际图纸有差异，则需要检查信息表维护的信息是否完整或有异常。经过多次迭代，生成满足要求的图形绘制。

图形绘制的具体方法为：

(1)接线图形模板，进行对象化构建，实现由G文件到图形逻辑对象的转换；在此基础上，根据信息表模型信息实现主变、母线、母联(或母分)间隔的模型绑定；

(2)根据母线模型查询信息表中该母线关联的间隔数量，通过进出线间隔特征库检索到对应的间隔；

(3)根据查询到的间隔对象，复制对象，完成间隔布局；

(4)根据布局的间隔数量，判断母线长度是否需要调整；如果需要调整母线长度，则进一步检查是否存在图素重叠的情况；否则进行文本、量测信息的自动布局；

(5)如果由于母线的长度变化发生重叠，则需要移动整体上母线对象关联，并再次进行重叠检测；

(6)完成间隔、文本、量测布局后，进行图形整体拓扑关系验证，保证图形元素的拓扑连通性；

(7)在图形拓扑验证通过后，即完成了整体图形绘制。

步骤5、如果不选择模型入库，则直接结束，完成图形生成。如果选择模型入库，则根据监控信息表生成设备CIM文件，并调用模型入库服务，完成写库工作。

模型入库工作具体步骤如下：模型入库以信息表为基础，通过解析信息表，构建变电站模型层次对象，序列化为xml模型文本，如图2所示，首先，根据信息表生成的变电站模型层次对象，序列化为xml文本；其次，解析模型xml文本，获得待入库的设备模型，根据变电站名称判断变电站是否存在，如果不存在，则需要人工先通过DBI维护变电站对象，再根据变电站名称检索变电站ID，依次入库站内主变、母线、间隔、交流线路(可选)；最后获得间隔ID，入库间隔内的断路器、刀闸、地刀及附属设备、负荷等，返回入库结果。如果成功则返回true，否则返回false，记录日志。

步骤6、如果入库失败，则检查日志，分析失败原因(变电站模型已存在、缺属性等情况)。如果入库成功，则根据变电站名称检索站内设备集合。

步骤7、根据检索到的设备集合更新图形中绑定的设备对象(ID)、量测对象(ID)，反写图形文件，实现已经绘制的图形和数据库模型的映射，完成图模自动关联。

步骤8、完成图形生成功能，写入到磁盘并浏览器展示。

利用本方案，依据监控信息表生成的变电站接线图和调度数据库实现相关性链接，只需要再依据实际情况添加变电站名称、标识牌、跳转信息等特有信息，即可生成完整变电站一次接线图。有效解决了调度自动化人员人工建立数据模型耗时、易出错的难题，大大提高变电站接入调控中心的水平。

Claims (7)

1.基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、获得遥信信息表，过滤非设备类对象，保留断路器、刀闸、接地刀闸设备及其所属间隔信息，在此基础上增加变电站内的主变、母线、间隔及附属信息，构建完整的变电站模型对象；

步骤2、清理信息表对象，删除与图形接线不相关的对象信息，构建变电站描述结构；

步骤3、通过查询特征路径，将变电站描述结构与历史图形模板特征库进行图形模板匹配；

步骤4、如果匹配失败，则增大样本容量重新构建图形模板特征库；如果匹配成功，则基于该图像模板的结构进行目标图形自动绘制；

步骤5、如果不选择模型入库，则直接结束，完成图形生成；如果选择模型入库，则根据监控信息表生成设备CIM文件，完成写库工作；

步骤6、如果入库失败，则检查日志，直接结束；如果入库成功，则根据变电站名称检索站内设备集合；

步骤7、根据检索到的设备集合更新图形中绑定的设备对象ID、量测对象ID，反写图形文件，实现已经绘制的图形和数据库模型的映射，完成图模自动关联；

步骤8、完成图形生成功能后，写入到磁盘并浏览器展示。

2.根据权利要求1所述的基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法，其特征在于，步骤1中，添加的附属信息包括交流线段、压变、负荷、电容器。

3.根据权利要求1所述的基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法，其特征在于，步骤3中，图形模板特征库描述各个图形模板的规模信息，包括主变数量、类型、高中低各个电压等级母线的数量、接线方式、母联、母分间隔的数量及各个母线的关联的间隔数量。

4.根据权利要求2所述的基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法，其特征在于，步骤3中，模板匹配时，输入电压等级，检索图形模板特征库，然后与步骤2构建的变电站描述结构进行匹配，其中严格匹配的对象有：主变数量、类型，各个电压等级的母线数量、接线方式、母联母分间隔数量，在此基础上，变电站描述结构可能匹配多个图形模板，需要进一步构建图形模板评估函数，考察各个母线的间隔数，选择最优的图形模板。

5.根据权利要求1所述的基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法，其特征在于，步骤4中，图形绘制的具体方法为：

(1)接线图形模板，进行对象化构建，实现由G文件到图形逻辑对象的转换；在此基础上，根据信息表模型信息实现主变、母线、母联或母分间隔的模型绑定；

(2)根据母线模型查询信息表中该母线关联的间隔数量，通过进出线间隔特征库检索到对应的间隔；

(3)根据查询到的间隔对象，复制对象，完成间隔布局；

(4)根据布局的间隔数量，判断母线长度是否需要调整；如果需要调整母线长度，则进一步检查是否存在图素重叠的情况；否则进行文本、量测信息的自动布局；

(5)如果由于母线的长度变化发生重叠，则需要移动整体上母线对象关联，并再次进行重叠检测；

(6)完成间隔、文本、量测布局后，进行图形整体拓扑关系验证，保证图形元素的拓扑连通性；

(7)在图形拓扑验证通过后，即完成了整体图形绘制。

6.根据权利要求1所述的基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法，其特征在于，步骤4中，如果绘制图形与实际图纸有差异，则检查信息表维护的信息是否完整或有异常，经过多次迭代，生成满足要求的图形绘制。

7.根据权利要求1所述的基于监控信息表的变电站一次接线图自动生成方法，其特征在于，步骤5中，模型入库的具体方法为：

(1)根据信息表生成的变电站模型层次对象，序列化为xml文本；

(2)解析模型xml文本，获得待入库的设备模型，根据变电站名称判断变电站是否存在，如果不存在，则通过DBI维护变电站对象，根据变电站名称检索变电站ID，依次入库站内主变、母线、间隔、交流线路；

(3)获得间隔ID，入库间隔内的断路器、刀闸、地刀及附属设备、负荷，返回入库结果。