CN110414172B - 一种动模组态监控管理方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动模组态监控管理方法，包括以下步骤，动模设备建库、配电网建模、动模试验方案编辑、动模试验方案执行和监控，根据选择的所述测试方案并执行，将动模系统的实时状态进行显示，所述实时状态包括所述动模系统的开关状态和电流电压，实时监控整个所述动模系统的状态。本发明的有益效果：采用组态式模型构建技术使得配电网的网络结构灵活多变且运行方式可控；通过测试方案编辑、测试方案执行、测试过程监控以及测试结果分析一体化设计，使得试验过程简单安全；同时系统接线指导图自动生成，多模式系统级配电网控制方式内置，能够快速形成实验环境。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统的模型实验的技术领域，尤其涉及一种动模组态监控管理方法和系统。
背景技术
电力系统的动态模拟属电力系统的物理模拟，它采用了与原型系统具有相同物理性质且参数的标幺值一致的模拟元件，根据相似性原理建立起来的电力系统物理模型。该模型是基于相似原理把实际电力系统按一定的模拟比例关系缩小并保留其物理特性的电力系统复制品，称之为电力系统的物理模拟。通俗的说，就是把真实的电力系统缩小到实验室中，是真实电力系统的缩影。
目前建设的动模实验室以输电网动模实验室居多，近些年随着配网建设的不断推进，配电网动模实验室的建设也在许多高校与电科院得到了应用。但是目前建设的配电网动模实验室的实用性较差，主要体现在以下几点：配电网架结构的修改完全依靠人工接线与手动操作网络开关，出错率很高；缺少对实验场景的管理和监控，且单纯依靠人工调整负荷大小、负荷接线方式、故障类型、故障过渡电阻的大小、接地类型的设置等；传统动模实验室的数据反演功能缺失，实验完成后实验数据、波形与网络不能很好地对应，经常进行一些重复的实验。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中一个目的是提供一种动模组态监控管理方法对动模组态系统进行实时的监控。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种动模组态监控管理方法，包括以下步骤，动模设备建库，所述动模设备建库为将动模一次系统所包含的设备元件更新到数据库中，若所述动模一次系统的元件数量发生调整，所述数据库做相应的更新，且用户能够直接应用；配电网建模，用于根据所述动模设备建库中更新的设备元件，选择相应的所述设备元件构建所需网络，创建并执行所述配电网模型；动模试验方案编辑，所述动模试验方案编辑为用户定义动模试验的步骤和相应的试验内容，构建不同的测试方案；动模试验方案执行和监控，根据选择的所述测试方案并执行，将动模系统的实时状态进行显示，所述实时状态包括所述动模系统的开关状态和电流电压，实时监控整个所述动模系统的状态。
作为本发明所述的动模组态监控管理方法的一种优选方案，其中：还包括试验结果分析的步骤，所述试验结果分析还包括根据所述动模试验方案执行完成后将自动生成测试报告，且所述测试报告中包括试验内容、步骤、试验过程中的各种参数和网络状态。
作为本发明所述的动模组态监控管理方法的一种优选方案，其中：所述动模一次系统中所包含的设备元件更新到数据库中，且所述设备元件包括开关、线路、电源、负荷、故障模块设备以及接地模块设备的一次模拟元件。
作为本发明所述的动模组态监控管理方法的一种优选方案，其中：所述配电网建模包括将网络图元与所述数据库中所包含设备元件一一对应，且将每一个开关或设备相对应的测控设备进行绑定，当用户建模完成后，相应的测控信息将自动映射到监控主页面上进行显示。
作为本发明所述的动模组态监控管理方法的一种优选方案，其中：所述动模系统根据创建的所述配电网模型生成的拓扑结构完成相应的操作，所述操作包括自动完成接地方式的调整、变压器分接头的调整和分接开关的切换。
作为本发明所述的动模组态监控管理方法的一种优选方案，其中：所述分接开关的切换操作无法通过自动切换操作完成时，所述动模系统将根据设置的最优路径算法提供出最简的接线方式，试验人员能够根据接线列表快速地完成相应测试设备的接线工作。
作为本发明所述的动模组态监控管理方法的一种优选方案，其中：所述动模系统内还预先设定不同的试验案例库，所述试验案例库包括与不同的所述配电网模型相对应预置网络结构、所述预置网络结构相对应的导引表以及相对应的测试参数，用户利用所述预置网络结构直接快速完成典型测试场景的构建并完成相应的测试。
作为本发明所述的动模组态监控管理方法的一种优选方案，其中：所述动模试验方案编辑的定义内容包括故障点的位置和故障类型的故障参数、系统接地方式和相对应的参数、各负载的数值、通信系统的故障参数、各分布式电源的输出、多模终端的工作模式、动作参数和保护设定值。
作为本发明所述的动模组态监控管理方法的一种优选方案，其中：所述试验结果分析还包括在所述动模系统构建历史数据库，所述历史数据库保存历次试验数据；用户从所述历史数据库中召唤录波设备的录波历史文件，对试验的过程进行历史数据的分析和回放；且用户能够利用无线网络设备对所述历史数据库进行访问查看和分析各次的试验数据。
本发明另一个目的是提供一种动模组态监控管理系统能够将动模组态监控管理方法进行应用，从而对动模组态系统进行实时的监控。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种动模组态监控管理系统，包括系统服务器、与所述系统服务器连接的工作站，所述工作站接入动模组态系统中进行测试和监控；所述系统服务器包括由动模系统所涉及设备元件构成的元件数据库服务器和由测试数据构成的历史数据库服务器；所述工作站内包括计算机、显示器和打印机，其中所述计算机包括应用模块，所述应用模块用于动模设备建库、配电网建模、动模试验方案编辑、动模试验方案执行和监控以及试验结果分析；所述显示器用于将系统实时状态数据和分析结果数据的显示于主界面上并生成报告，所述打印机用于打印生成的所述报告。
本发明的有益效果：采用组态式模型构建技术使得配电网的网络结构灵活多变且运行方式可控；通过测试方案编辑、测试方案执行、测试过程监控以及测试结果分析一体化设计，使得试验过程简单安全；同时系统接线指导图自动生成，多模式系统级配电网控制方式内置，能够快速形成实验环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明第一种实施例所述动模组态监控管理方法的整体流程示意图；
图2为本发明第一种实施例所述将开关设备元件入库的界面示意；
图3为本发明第一种实施例所述搭建的测试网络模型的建模环境示意图；
图4为本发明第一种实施例所述内置试验案例库的示意图；
图5为本发明第一种实施例所述动模试验方案编辑界面的示意图；
图6为本发明第一种实施例所述综合组态导引示意图；
图7为本发明第一种实施例所述动模试验监控的界面示意图；
图8为本发明第一种实施例所述录波分析图的示意图；
图9为本发明第二种实施例所述动模组态监控管理系统的结构示意图；
图10为本发明第三种实施例所述库模转化方法的整体流程结构示意图；
图11为本发明第三种实施例所述单环式和辐射式典型网架结构示意图；
图12为本发明第三种实施例所述双环式典型网架结构示意图；
图13为本发明第三种实施例所述一多分段单联络式典型网架结构示意图；
图14为本发明第三种实施例所述绘制的空白网格模板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1的示意，本实施例中提供一种动模监控管理方法，该监控管理方法是组态式动模系统平台的核心组成部分，本实施例中将组态式动模系统平台称为动模系统，动模试验的流程管理都将通过动模监控管理方法进行。具体的，该动模组态监控管理方法，包括动模设备建库、配电网建模、动模试验方案编辑、动模试验方案执行和监控以及试验结果分析的步骤。更加具体的，其中，
动模设备建库将动模一次系统所包含的设备元件更新到数据库中，且设备元件例如包括开关、线路、电源、负荷、故障模块设备以及接地模块设备的一次模拟元件；若动模一次系统的元件数量发生调整，数据库做相应的更新，且用户能够直接应用，当然不难理解的是，本实施例中仅是出部分设备元件，其必然包括针对不同试验所涉及的不同目标设备元件，可根据用户的自身需求进行选择入库。参照图2示意为将开关设备元件入库的界面示意。
配电网建模，用于根据动模设备建库中更新的设备元件，选择相应的设备元件构建所需网络，创建并执行配电网模型。组态式动模的理念主要通过配网建模这个功能来体现，实际配网中网络架构多种多样，如果用户自己在动模组态屏上直接用组态连接电缆构建希望模拟的配电网络将费时费力，而且与监控系统中测点的匹配也将花费很多时间。因此组态管理系统软件提供了计算机辅助建模技术，需要说明的是，此处利用计算机应用软件平台实现，用户可快速在平台环境中构建出目标网络结构模型。因此本实施例中图3示出了搭建了一个测试网络模型的建模环境，建模软件界面左侧为相应的网络图元和工具，网络图元为软件中对应的设备图标。用户可选择相应的元件构建所需网络，其中网络图元已经与数据库中所包含元件一一对应，每一个开关对应的测控设备已经绑定，用户建模完成后，相应的测控信息将自动映射到监控主页面上。
进一步的，配电网建模步骤中动模系统根据创建的配电网模型生成的拓扑结构完成相应的操作，操作包括自动完成接地方式的调整、变压器分接头的调整和分接开关的切换。且当分接开关的切换操作无法通过自动切换操作完成时，动模系统将根据设置的最优路径算法提供出最简的接线方式，试验人员能够根据接线列表快速地完成相应测试设备的接线工作。为了便于快速设置和操作，动模系统内还预先设定不同的试验案例库，试验案例库包括与不同的配电网模型相对应预置网络结构、预置网络结构相对应的导引表以及相对应的测试参数，用户利用预置网络结构直接快速完成典型测试场景的构建并完成相应的测试。即动模系统的平台软件内置了专门的试验案例库，预置网络结构对应的导引表，测试参数等已预先设定，用户可利用预置网络模型快速完成典型测试场景的构建并完成相应的测试。试验案例库如图4所示，其示意为内置试验案例库示意图。
动模试验方案编辑，动模试验方案编辑为用户定义动模试验的步骤和相应的试验内容，构建不同的测试方案；动模试验方案编辑的定义内容包括故障点的位置和故障类型的故障参数、系统接地方式和相对应的参数、各负载的数值、通信系统的故障参数、各分布式电源的输出、多模终端的工作模式、动作参数和保护设定值。参照图5的示意为动模试验方案编辑界面，示意的是试验方案编辑界面。
本实施例中在动模试验方案编辑完成后需生成组态电缆连接导引表，用户根据导引表可快速完成动模一次系统各模拟设备的连接。完成一次系统的连接后，整个动模试验环境即建立完成。建模工具应用了最优路径算法生成组态电缆连接导引表，可使用户手动连接组态电缆的工作量将至最低。且导引表能够以Excel表格方式给出，参照下表1示意的组态屏柜为例，其为组态电缆连接导引表。同时建模软件生成的导引表参照图6的示意，其为根据导引表1进行的综合组态导引示意图。
动模试验方案执行和监控，根据选择的测试方案并执行，将动模系统的实时状态进行显示，实时状态包括动模系统的开关状态和电流电压，实时监控整个动模系统的状态。选择执行测试方案后可在主页面上实时监控整个动模系统的状况，如开关状态、电流电压等。本实施例中例如参照图7的示意为动模试验监控的界面，图7中可以看出故障发生在出口开关S1和DTU1之间。
试验结果分析所述试验结果分析还包括根据所述动模试验方案执行完成后将自动生成测试报告，且所述测试报告中包括试验内容、步骤、试验过程中的各种参数和网络状态。且还包括在动模系统构建历史数据库，历史数据库保存历次试验数据；用户从历史数据库中召唤录波设备的录波历史文件，对试验的过程进行历史数据的分析和回放；且用户能够利用无线网络设备对历史数据库进行访问查看和分析各次的试验数据。
进一步的，动模试验方案执行完成后，监控管理平台将自动生成测试报告，报告中包含试验内容和步骤、试验过程中的各种参数和网络状态等，报告可以保存为多种文件格式并打印，例如文件格式包括Excel、PDF、word。同时，用户可以召唤录波设备已经完成记录的录波历史文件，对试验过程进行分析数据分析回放，例如分析回放界面如图8的示意，其为录波分析图的示意。动模系统的监控管理软件平台配置了专门的历史数据库，将用来保存历次试验数据，用户可利用平台工具查看和分析各次试验数据。
实施例2
参照图9的示意，为本实施例提出的一种动模组态监控管理系统，上述实施例的动模组态监控管理方法能够应用于该动模组态监控管理系统中，动模监控管理系统是组态动模系统平台的核心组成部分，动模试验的流程管理都将通过该系统进行，其主要分硬件和软件两部分组成。硬件部分主要由系统服务器100、工作站200、等设备组成，需要说明的且不难理解的是，例如在本实施例中还应当包括用于系统构成的电源设备、通讯设备以及电气连接设备等，不局限上述设备。该动模组态监控管理系统的软件部分包括动模设备建库、配电网络建模、动模试验方案编辑、实时监控、报告生成、试验结果分析等应用模块组成，即上述实施例中的计算机应用软件平台，为便于理解，本发明步骤中依靠计算机软件界面来进行示意和说明。包括系统服务器100、与系统服务器100连接的工作站200，工作站接入动模组态系统中进行测试和监控。具体的，历史数据库服务器；系统服务器100包括由动模系统所涉及设备元件构成的元件数据库服务器和由测试数据构成的工作站200内包括计算机201、显示器202和打印机203，其中计算机201包括应用模块，应用模块用于动模设备建库、配电网建模、动模试验方案编辑、动模试验方案执行和监控以及试验结果分析；显示器202用于将系统实时状态数据和分析结果数据的显示并生成报告，打印机203用于打印生成的报告。需要说明的是，数据库简而言之可视为电子化的文件柜存储电子文件的处所，用户可以对文件中的数据进行新增、截取、更新、删除等操作。所谓“数据库”是以一定方式储存在一起、能与多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。显示器202可以是计算机201的显示器，也可以是与计算机201相连接的独立显示屏，且计算机201内设置的应用模块为应用类软件，用户通过操作直接用于上述动模组态监控管理方法步骤中动模设备建库、配电网建模、动模试验方案编辑、动模试验方案执行和监控以及试验结果分析的实现。
实施例3
在现有的配电网模型建立的过程中，通常一是由配电网模型库中调用对应的配电网模型进行应用，但对于已构建好的配电网模型，在主动配电网络具有的不确定性、多变的特点下，当仿真方案需要更换设备元件时(增加或减少设备元件)，固定模板的配电网模型显然不适用，此时就需要用户对配电网模型的模板进行手动更改和更新模板，更改过程需要找到并返回至配电网模型模板的源头操作，不仅麻烦且适应性明显不足，无法快速满足多变模拟方案的调用，具有局限性。二是脱离配电网模型模板，由用户从动模设备库中选择相对应的设备元件进行自行搭建配电网模型，此过程虽然能够满足多变模拟方案的应用，但其过程明显十分的繁琐且低效。
因此本实施例中基于上述存在的不足，为了提高动模系统仿真模拟的效率和适用性，实现快速建模和执行仿真方案更加简单、快速高效，基于上述动模组态监控管理方法，针对单馈线配电网模型结构，在配电网建模的过程中提出了一种由动模设备库到配电网模型快速转化的实现方法，无需建立配电网模型库且无需用户针对不用的方案进行手动选择调用构建网络，结合计算机辅助建模，能够在数据库下快速生成所需的配电网模型来反映网络图元，实现动模系统仿真模拟在多变环境下更加快捷和高效，同时适应性明显增强。
参照图10的示意，示意为本实施例的库模转化方法的整体流程，更加具体的，该方法包括以下步骤，
设备元件所有种类集合，建立动模设备元件的总数据库，包括对所有种类的设备元件进行数据分类，并将分类数据更新到总数据库中储存调用；
定义设备元件各种类唯一标签，以及各元件拓扑关系的约束条件；
有图建模：模型数据输入，编辑输入需要进行动模试验方案的元件种类唯一标签及每个种类数量、每个元件对应一种接入接口，即节点数量；
参考关联，根据输入的节点数量和种类数量关联最为接近的动模试验方案数据库中储存的网络图元参考拓扑图；
坐标捕捉，获取的参考拓扑图后，利用树形布局算法提取分析参考拓扑图中涉及的节点和元件树状特征，并自定义参考点为起始节点，为节点和设备元件设定(x,y)坐标，并根据设备元件种类匹配唯一标签；
绘制配电网模型空白模板，该空白模板为具有点坐标的网格图；
根据唯一标签、数量以及对应的坐标数据，并参考元件间的约束条件调用总数据库的设备元件，生成配电网模型。
还需要说明的是，动模系统可模拟的系统网架主要由系统配置的开关和线路段数量决定，因此动模系统可根据已形成的典型网架结构生成不同需求的系统网架，对于本实施例中提出的系统网架，可以是完全复制参考拓扑图，或者当需构建的目标网络与参考拓扑图之间具有数量和种类区别时，本实施例完全可以根据定义的约束条件和树状模型的规律进行自动生成。
生成新的配电网模型后，将网络图元与数据库中所包含设备元件一一对应，生成新图元拓扑图，且将每一个开关或设备相对应的测控设备进行绑定，相应的测控信息将自动映射到监控主页面上进行显示，并进行后续的最优路径算法提供出最简的接线方式，试验人员能够根据接线列表快速地完成相应测试设备的接线工作，完成对模拟实验的测试。经多次对比表明，利用图像相似度测量，本实施例基于OpenCV的图像测试，通过对不同的典型模型进行对比测试，如下表1的相似度数据，在完全复制的情况下，生成的新图元拓扑图与参考拓扑图间相似度均高达90％以上。
| 单环式 | 双环式 | 辐射式 | 多分段单联络式1 | 多分段单联络式2 | |
| 相似度 | 98.5642％ | 95.3675％ | 93.8967％ | 91.5642％ | 91.3567％ |
不难发现，单环式最为简单，其构建的配电网模型与参考拓扑图间能够达到98％，而之后的网络模型较为复杂，其相似度逐渐减低，但均在90％以上，微小差距由于位置可多选的关系，因此对模拟方案整体上来说并不会造成影响，仍然能够在实验室内完成相应的模拟测试。
进一步的，动模设备元件的总数据库分类内容包括：元件编号、元件类型、元件所在屏体位置、元件对应组态接口在屏中的安装位置，元件所在屏体位置是指元件对应组态接口所在的屏号，其中每种元件提供一种接入接口，该接入接口称之为组态接口，组态接口与对应的元件之间通过固定的电缆连接。其中元件唯一标签其表示了该元件，即通过元件编号就能识别其所属的元件，本实施例中标签的方式可以采用数字或者字母作为其种类区分。动模系统的元件种类例如包括阻抗元件(ZK)、开关元件(KG)、母线元件(MX)和负荷元件(FH)，具体的，阻抗元件用于模拟电缆与线路，开关元件用于模拟断路器与刀闸，母线组元件用于模拟母线，负荷元件用于模拟负荷，本实施例当然还包括其它模拟实验所包含的变压器、电抗器等，均可定义种类标签。本实施例中设备元件的分类包括以下步骤，收集数据并给定标签、训练分类器、输出分类结果。利用K最近邻分类算法，当一个元件样本在特征空间中的k个最相似的样本中的大多数属于某一个类别，则该与元件样本也属于这个类别，对已分类的样本数据加以权重，利用训练出的分类器进行分类预测。
进一步的，本实施例中定义各元件拓扑关系的约束条件目的是为了能够在设备元件发生相对于参考拓扑图有变化时，基于约束条件调用元件生成新的配电网模型，避免传统中手动调用元件生成配电网模型的繁琐过程。
参照图11～13的示意，参考拓扑图包括已存储待关联的单馈线典型系统网架结构，例如单环式、辐射式、双环式、多分段单联络式等，对于馈线单线图的设备连接均是采用横线段或者竖线段连接构成。参照图13的示意，将上述辐射式网架结构置于网格中分析发现，动模系统可模拟的系统网架主要由系统配置的开关和线路线段数量决定，而线段数量能够直接反映出节点数量，因此可以通过对节点和元件的捕捉，关联出与模拟仿真方案最为接近的典型系统网架，从而最后结合约束关系扩展出新的方案，因此动模系统可根据已有的典型网架结构生成不同的系统网架。
以配电网模型的边界节点作为根节点，根据电力系统网络中的断路器、开关、刀闸等各电气元件的物理连接关系模型，遍历获得需求的设备集合。其中各电气元件的物理连接关系模型即为本实施例所要定义的元件约束条件，包括定义基于元件的扩展方向、坐标长度和分层关系等约束，同时也可以通过增加节点、母线段、线线斥力等约束性规则。更加具体的，元件间的物理连接关系，本实施例通过在单馈线网路结构中，假设拓扑图中的每个节点都拥有双重的物理特性：吸力和斥力，一个节点所受的引力来自拓扑中与之有连接关系的点，大小随两点间距离的增加而增加，而斥力则来自于拓扑中所有其他的点，计算开始后各节点根据其受力情况移动到新的位置进行扩展，多次迭代直至拓扑图中每个点达到受力平衡后，最终确定节点位置。
参照图14的示意，在绘制的网格中定义点pi所受的合力fi：
式中fai为该点所受引力的矢量和；fri为该点所受斥力的矢量和；na和mr分别为对点pi有引力和斥力节点的数量和；为点pj与点pi间的距离矢量；dk为理想平均距离；C为常量；W和H分别布局区域的宽度和长度。
某一母线段某支路的节点斥力时，对其产生的斥力源节点设置不同的权重，即源节点属于不同母线段为一种权重值，而源节点属于相同母线段上一级别支路时设置另一种权重值，从而保证不同母线段间和相邻级别支路间的合理距离。
设置不同权重后，定义网格节点的斥力：
式中m1为非母线段的节点数、n1和q分别为本母线段当前节点上一级别支路上的节点数和剩余的节点数、r1为其他母线段上的节点对点pi的斥力权重、r2为点pi上一级别支路上的节点对其的斥力权重，一般情况下r1<r2。
由于单馈线网络结构仅需要在纵向和横向的扩展延伸，当约束好元件连接关系、节点权重分支后，再结合树型布局算法，获得节点坐标，可以生成基于参考模板的新配电网模型。需要说明的是，树型布局算法通过对模板网格的节点进行遍历，其效率较高，可以快速确定各个节点的坐标，根据约束关系，包括权重判断元件的分层关系、是否分支、以及母线段两端节点的引力和斥力约束，可以对原参考模板进行横向和纵向的扩展。
再次参照图14的示意，示意为经典模型中辐射式的网架结构，不难理解的是，每个不同的参考拓扑图都能够对应一个或多个配电网模型，图中为辐射式网架结构增加一个设备元件的位置示意，当构建出辐射式网架结构后，其边缘扩展包括a、b、c、d四个位置，通过遍历所有节点，判断拟增加设备元件与相邻元件e位置间节点的权重和斥力分析，能够确定拟增加设备元件的最终位置完成模型的扩展，以此类推，并重新生成配电网模型。需要说明的是，对于单馈线网络结构，其中只需要判断两端的元件正确连线，至于a、b、c、d四个位置具体的选择以及中间母线段的长短均不会对模拟方案造成影响。
树型布局算法效率较高，可以快速确定各个点的坐标，因此整个模型构建的过程也十分的迅速，无需用户进行更改操作，只需将更改的模拟方案对应的元件数据输入至系统内，即可完成这个模型的构建，相比于现有通过模板来搭建的具有快捷高效的优势。
进一步的，本实施例中树型布局算法具体如下：
树型布局适应于具有一个根节点的“树”状层次结构图。配电网是一种辐射状的网架结构，满足“树”状分层特性。其就是为整个模型节点设定(x,y)坐标；
定义根节点为起始节点后，依次访问各个节点，遍历设置各个节点的y坐标后，再通过递归中序遍历设置x坐标；
中序遍历节点root，初始化root的x坐标计数count＝0；
如果root为叶子节点，则root的x坐标为count，且count++；
如果root有一个子节点，则递归中序遍历其叶子节点，root的x坐标和其子节点的x坐标相同，否则将root的子节点列表按权重排序，依次递归中序遍历其子节点。
令其子节点x坐标最大、最小值为max、min，则root的x坐标为(min+max)/2。在通过(x，y)坐标的设定后，则完成了树型布局。
最后绘制配电网模型空白模板，在具有点坐标的网格图上根据得到的坐标和约束关系调用总数据库的设备元件，生成与拟模拟方案对应的配电网模型，接着将网络图元与数据库中所包含设备元件一一对应，生成新图元拓扑图，且将每一个开关或设备相对应的测控设备进行绑定，相应的测控信息将自动映射到监控主页面上进行显示，并进行后续的最优路径算法提供出最简的接线方式，试验人员能够根据接线列表快速地完成相应测试设备的接线工作，完成对模拟实验的测试。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种动模组态监控管理方法，其特征在于：包括以下步骤，
动模设备建库，所述动模设备建库为将动模一次系统所包含的设备元件更新到数据库中，若所述动模一次系统的元件数量发生调整，所述数据库做相应的更新，且用户能够直接应用；
配电网建模，用于根据所述动模设备建库中更新的设备元件，选择相应的所述设备元件构建所需网络，创建并执行配电网模型；
动模试验方案编辑，所述动模试验方案编辑为用户定义动模试验的步骤和相应的试验内容，构建不同的测试方案；
动模试验方案执行和监控，根据选择的所述测试方案并执行，将动模系统的实时状态进行显示，所述实时状态包括所述动模系统的开关状态和电流电压，实时监控整个所述动模系统的状态。
2.如权利要求1所述的动模组态监控管理方法，其特征在于：还包括试验结果分析的步骤，所述试验结果分析还包括根据所述动模试验方案执行完成后将自动生成测试报告，且所述测试报告中包括试验内容、步骤、试验过程中的各种参数和网络状态。
3.如权利要求1或2所述的动模组态监控管理方法，其特征在于：所述动模一次系统中所包含的设备元件更新到数据库中，且所述设备元件包括开关、线路、电源、负荷、故障模块设备以及接地模块设备的一次模拟元件。
4.如权利要求3所述的动模组态监控管理方法，其特征在于：所述配电网建模包括将网络图元与所述数据库中所包含设备元件一一对应，且将每一个开关或设备相对应的测控设备进行绑定，当用户建模完成后，相应的测控信息将自动映射到监控主页面上进行显示。
5.如权利要求1、2或4所述的动模组态监控管理方法，其特征在于：所述动模系统根据创建的所述配电网模型生成的拓扑结构完成相应的操作，所述操作包括自动完成接地方式的调整、变压器分接头的调整和分接开关的切换。
6.如权利要求5所述的动模组态监控管理方法，其特征在于：所述分接开关的切换操作无法通过自动切换操作完成时，所述动模系统将根据设置的最优路径算法提供出最简的接线方式，试验人员能够根据接线列表快速地完成相应测试设备的接线工作。
7.如权利要求6所述的动模组态监控管理方法，其特征在于：所述动模系统内还预先设定不同的试验案例库，所述试验案例库包括与不同的所述配电网模型相对应预置网络结构、所述预置网络结构相对应的导引表以及相对应的测试参数，用户利用所述预置网络结构直接快速完成典型测试场景的构建并完成相应的测试。
8.如权利要求6或7所述的动模组态监控管理方法，其特征在于：所述动模试验方案编辑的定义内容包括故障点的位置和故障类型的故障参数、系统接地方式和相对应的参数、各负载的数值、通信系统的故障参数、各分布式电源的输出、多模终端的工作模式、动作参数和保护设定值。
9.如权利要求2所述的动模组态监控管理方法，其特征在于：所述试验结果分析还包括在所述动模系统构建历史数据库，所述历史数据库保存历次试验数据；
用户从所述历史数据库中召唤录波设备的录波历史文件，对试验的过程进行历史数据的分析和回放；且用户能够利用无线网络设备对所述历史数据库进行访问查看和分析各次的试验数据。
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