CN111444205B - 一种配网自动化主站gis单线图模自动核对更新的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，包括：S01、利用引力‑斥力算法更新单线图模数据，并提取相对应的时间戳；S02、根据单线图模数据更新周期向GIS获取全量单线图模更新时间列表；S03、通过校验算法判断时间戳与其相对应的取列表中每条馈线的更新时间是否一致；S04、根据判断结果做出相应的标记，并通过自动布局算法更新单线图模。本发明整体实现了周期性比对配网自动化系统和GIS中相应单线图模的更新时间，可准确提供单线图更新失败的清单，针对更新失败的情况，自动布局系统可以主动向GIS获取最新版本图模数据，完成数据自动更新，提高了自动布局效率。

Description

一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法

技术领域

本发明实施例涉及配网自动化技术领域，具体涉及一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法。

背景技术

电力配网自动化系统中所应用的配网一次图模数据(单线图模)均来源于GIS(地理信息系统)，GIS中某条10kV馈线数据有更新，会生成单线图模文件，并通过消息通知配网自动化系统，配网自动化系统就可以向GIS获取该馈线最新的数据。然而在实际应用中，经常会出现各种原因(如接口异常和程序异常等)导致配网自动化系统的图模版本与GIS不一致，严重影响电网调度运行业务的安全和效率。

当前在配网自动化系统也有一些技术对该问题进行处理，主要包括：

(1)在配网自动化系统中实时展示单线图模更新的信息，电力人员可以知道哪些单线图模进行了更新，但这种方法只能获取单线图模更新成功的信息，不能获单线取图模更新失败的清单，更不会对这些更新失败的单线图模进行处理，而且需要安排人员对这个更新状态进行实时监视，不符合实际应用要求；

(2)在配网自动化系统中增加标记功能，通过标记对单线图模的更新成败进行标注，如此电力人员便可通过标记对更新失败的单线图模进行处理，但是这种方法有个前提，必须是配网自动化系统能成功通过接口获取到单线图模文件，才能启动判断更新成败，假如出现接口问题导致连上述的更新通知消息都不能正常获取，配网自动化系统根本也不会启用判断。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，实现了周期性比对配网自动化系统和GIS中相应单线图模的更新时间，并对两个系统之间时间不一致的数据，自动进行重新获取，不仅可以准确提供单线图更新失败的清单，另外针对更新失败的情况，自动布局系统可以主动向GIS获取最新版本图模数据，完成数据自动更新，不仅提高了自动布局效率，还可以对更新失败的单线图模进行处理，以解决现有技术中由于不能客观反映配网自动化主站系统单线图模数据更新情况，更不能反映单线图模版本在配网自动化系统和GIS的一致性，也不能高效实现对图模更新失败的处理的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，包括以下几个步骤：

S01、利用引力-斥力算法更新单线图模数据，并提取相对应的时间戳；

S02、根据单线图模数据更新周期向GIS获取全量单线图模更新时间列表；

S03、通过校验算法判断时间戳与其相对应的取列表中每条馈线的更新时间是否一致；

S04、根据判断结果做出相应的标记，并通过自动布局算法更新单线图模。

作为本发明的一种优选方案，根据所述单线图模数据建立数学模型，将单线图模数据对应的网元节点看成相应的粒子，求解彼此相连的粒子节点u1、u2之间的引力：

其中，是希望在最终结果图中显示的顶点u₁、u₂之间的距离；/>是顶点u₁、u₂之间的实际距离，常数K用来进行布局调节。

作为本发明的一种优选方案，根据所述节点u₁、u₂受到的引力来自与其直接相连的其他顶点，即其所有邻接点引力为：

根据u₁、u₂实际坐标得到引力方向的单位向量e为：

式中，分别代表u₁、u₂的实际坐标，V是全体网元节点所形成的粒子的集合。

作为本发明的一种优选方案，根据所述引力单位向量得到粒子之间斥力计算公式为：

式中，k是用来进行布局调节的常量系统，x为粒子位置，根据给出的顶点位置即可求出相应的x：

作为本发明的一种优选方案，根据所述数学模型在每个顶点中设置属性，记录其需要偏移的距离，遍历所有求边的两顶点间的引力并记录在各自的属性中，遍历所有顶点求其所受其他顶点的斥力并记录，最后根据其记录的总偏移值作相应的移动。

作为本发明的一种优选方案，所述总偏移值计算流程如下：

首先，根据母线点所连设备的数目n，虚拟出n-1个母线虚拟点；

其次，随机分配顶点的初始位置，并将其偏移量设置为0，并生成相对应的顶点集V；

再者，判断每个顶点内包含的2对矢量属性，并分别记录位置和偏移量；

最后，根据引力-斥力数学模型计算引斥力，根据引力斥力的计算结果对结果进行移动，并做相应的控制以保证节点不会越出边界。

作为本发明的一种优选方案，针对所述边界内的节点做正交化处理。

作为本发明的一种优选方案，所述正交化处理流程如下：

首先，选择顶点周围可以安放的相邻节点，形成遍历区域，并将其安放在一条母线的固定画布中心；

其次，从顶点出发广度优先遍历整个区域，依次固定图中各节点。

作为本发明的一种优选方案，根据所述正交化处理对单线图模数据进行更新，并记录时间戳，校验该时间戳与GIS获取全量单线图模更新时间列表中每条馈线的更新时间T2是否一致，并且对不一致的时间戳进行标记，形成标记点。

作为本发明的一种优选方案，通过所述标记点向GIS获取该馈线的最新版本单线图模文件，并利用导图程序对新的单线图模进行导入，并根据更新周期等待下一周期循环更新。作为本发明的一种优选方案，所述线圈炮管为漆包线绕制而成的管道结构。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明实质上是基于引力斥力算法的配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，通过正交化处理结果获取拓扑信息，从而对单线图模数据进行更新，并记录时间戳，校验该时间戳与GIS获取全量单线图模更新时间列表中每条馈线的更新时间T2是否一致，并在相应位置进行标记，实现了周期性比对配网自动化系统和GIS中相应单线图模的更新时间，并对两个系统之间时间不一致的数据，自动进行重新获取，从而达到与GIS版本一致，不仅可以准确提供单线图更新失败的清单，另外针对更新失败的情况，自动布局系统可以主动向GIS获取最新版本图模数据，完成数据自动更新，不仅提高了自动布局效率，还可以对更新失败的单线图模进行处理，总体上大大提高了电网调度运行业务的安全和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法的结构框图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，主要通过将网元坐标等效为相对应的粒子，通过建立的数学模型对网元信息进行正交化处理，从而更新单线图模信息，并记录相对应的时间戳，与GIS获取全量单线图模更新时间列表中每条馈线的更新时间相比较，实现周期性比对配网自动化系统和GIS中相应单线图模的更新时间，并对两个系统之间时间不一致的数据，自动进行重新获取，从而达到与GIS版本一致，提高了单线图模更新效率。

包括以下几个步骤：

S01、利用引力-斥力算法更新单线图模数据，并提取相对应的时间戳；

S02、根据单线图模数据更新周期向GIS获取全量单线图模更新时间列表；

S03、通过校验算法判断时间戳与其相对应的取列表中每条馈线的更新时间是否一致；

S04、根据判断结果做出相应的标记，并通过自动布局算法更新单线图模。

该配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新方法的特征之一在于，在数学模型的基础上，将每个粒子的能量等价于其引力和斥力的合力，则系统的能量就是所有粒子的合力之和，算法的目标只需要找到各个粒子的横纵坐标，使得系统的能量最小，整个算法采用局部能量最小的原则，每次计算的能量比前一次的小，使得系统趋向于全局最小，从而减少了算法的运算步骤，提高了运算效率。

根据所述单线图模数据建立数学模型，将单线图模数据对应的网元节点看成相应的粒子，求解彼此相连的粒子节点u₁、u₂之间的引力：

其中，是希望在最终结果图中显示的顶点u₁、u₂之间的距离；/>是顶点u₁、u₂之间的实际距离，常数K用来进行布局调节。

根据所述节点u₁、u₂受到的引力来自与其直接相连的其他顶点，即其所有邻接点引力为：

根据u₁、u₂实际坐标得到引力方向的单位向量e为：

式中，分别代表u₁、u₂的实际坐标，V是全体网元节点所形成的粒子的集合。

根据所述引力单位向量得到粒子之间斥力计算公式为：

式中，k是用来进行布局调节的常量系统，x为粒子位置，根据给出的顶点位置即可求出相应的x：

根据所述数学模型在每个顶点中设置属性，记录其需要偏移的距离，遍历所有求边的两顶点间的引力并记录在各自的属性中，遍历所有顶点求其所受其他顶点的斥力并记录，最后根据其记录的总偏移值作相应的移动。

本实施例中，总偏移值算法的实现并不是每次对一个顶点计算其引力和斥力，而是在每个顶点中设置属性记录其需要偏移的距离即可，这样可以降低运算步骤，并且产生的单线图模也比较美观。

所述总偏移值计算流程如下：

首先，根据母线点所连设备的数目n，虚拟出n-1个母线虚拟点；

其次，随机分配顶点的初始位置，并将其偏移量设置为0，并生成相对应的顶点集V；

再者，判断每个顶点内包含的2对矢量属性，并分别记录位置和偏移量；

最后，根据引力-斥力数学模型计算引斥力，根据引力斥力的计算结果对结果进行移动，并做相应的控制以保证节点不会越出边界。

该配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新方法的特征之二在于，根据母线点所连设备的数目n，虚拟出n-1个母线虚拟点，这些母线虚拟点横坐标与母线点相差一定值，纵坐标相等，并且分别与母线点的一个设备相连，母线虚拟点会对其他点产生引力或斥力，但其它点对母线虚拟点不起作用，母线虚拟点的坐标完全由母线点决定，从而使得母线点和其母线虚拟点可以在引力斥力算法中作为一个整体移动，不仅保证了系统的偏移量不受影响，而且提高了引力斥力计算结果的精度，从而简化了拓扑结果，降低了布局难度。

针对所述边界内的节点做正交化处理。

所述正交化处理流程如下：

首先，选择顶点周围可以安放的相邻节点，形成遍历区域，并将其安放在一条母线的固定画布中心；

其次，从顶点出发广度优先遍历整个区域，依次固定图中各节点。

本实施例中的正交化处理，首先固定图中的任意一点，然后以该点为起点，然后对其邻接点进行布局，使用广度优先遍历的算法逐渐向外扩展固定各点直到图中所有的点都得到固定。

本实施例中，根据正交化处理结果得到数据的拓扑信息，首先读取拓扑信息进行拓扑的解析并进行数据建模，如果拓扑比较复杂，可以选择进行合适的拓扑简化工作，比如拓扑中含有大量的母线结构或变电站可以选择将同一变电站设备合并成一个设备并且在合并后进行母线点处理，如果设备中含有大量的一段一段的无分支的线路可以选择将其合并，接着进行布局，布局使用线程实现，只要系统未达到平衡，每个一段时间对所有设备进行引力斥力计算并根据合力结果进行新的坐标计算，然后根据该坐标绘制设备元件，直到系统达到平衡，布局结束。

该配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新方法的特征之三在于，即判断系统的平衡态，本发明采用的是算法控制与人工控制结合，算法中加入求整个拓扑结构中交叉点的个数，个数越少结果单线图模越好，同时可以鼠标点击临时指定某些点的位置，通过少量的人工干预使系统尽快的达到平衡。

本实施例中，拓扑结构中交叉点需要遍历所有边，判断该边与其他边是否相交，若相交计数器加1，最后系统的交点个数等于计数器的值除以2，针对于如何计算两边是否相交，本发明釆用矢量方法，根据矢量的特点以及对角线必相交的特点来判断两边是否相交。

根据所述正交化处理对单线图模数据进行更新，并记录时间戳，校验该时间戳与GIS获取全量单线图模更新时间列表中每条馈线的更新时间T2是否一致，并且对不一致的时间戳进行标记，形成标记点。

通过所述标记点向GIS获取该馈线的最新版本单线图模文件，并利用导图程序对新的单线图模进行导入，并根据更新周期等待下一周期循环更新。

该配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新方法的特征之四在于，在利用正交化处理结果获取拓扑信息进行布局布线更新单线图模数据时，同步保存了该图模的时间戳，并根据自动化布局布线周期性向GIS获取全量单线图模更新时间列表，如成功获取列表，则提取列表中每条馈线的更新时间T2，并比较T1与T2是否一致，如果不一致，则检查配网自动化系统中的单线图模错误标记；如果没有则增加该单线图模的错误标记；自动布局系统通过操作向GIS获取该馈线的最新版本单线图模文件，在第一个周期核对更新完毕后，等待下一周期循环进行更新。

该基于引力斥力算法的配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，通过正交化处理结果获取拓扑信息，从而对单线图模数据进行更新，并记录时间戳，校验该时间戳与GIS获取全量单线图模更新时间列表中每条馈线的更新时间T2是否一致，并在相应位置进行标记，实现了周期性比对配网自动化系统和GIS中相应单线图模的更新时间，并对两个系统之间时间不一致的数据，自动进行重新获取，从而达到与GIS版本一致，不仅可以准确提供单线图更新失败的清单，另外针对更新失败的情况，自动布局系统可以主动向GIS获取最新版本图模数据，完成数据自动更新，不仅提高了自动布局效率，还可以对更新失败的单线图模进行处理，总体上大大提高了电网调度运行业务的安全和效率。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S01、利用引力-斥力算法更新单线图模数据，并提取相对应的时间戳；

S02、根据单线图模数据更新周期向GIS获取全量单线图模更新时间列表；

S03、通过校验算法判断时间戳与其相对应的取列表中每条馈线的更新时间是否一致；

S04、根据判断结果做出相应的标记，并通过自动布局算法更新单线图模；

根据所述单线图模数据建立数学模型，将单线图模数据对应的网元节点看成相应的粒子，求解彼此相连的粒子节点u1、u2之间的引力：

其中，是希望在最终结果图中显示的顶点u₁、u₂之间的距离；/>是顶点u₁、u₂之间的实际距离，常数K用来进行布局调节；

根据所述节点u₁、u₂受到的引力来自与其直接相连的其他顶点，即其所有邻接点引力为：

根据u₁、u₂实际坐标得到引力方向的单位向量e为：

式中，分别代表u₁、u₂的实际坐标，V是全体网元节点所形成的粒子的集合；

根据所述引力单位向量得到粒子之间斥力计算公式为：

式中，k是用来进行布局调节的常量系统，x为粒子位置，根据给出的顶点位置即可求出相应的x：

2.根据权利要求1所述的一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，其特征在于，根据所述数学模型在每个顶点中设置属性，记录其需要偏移的距离，遍历所有求边的两顶点间的引力并记录在各自的属性中，遍历所有顶点求其所受其他顶点的斥力并记录，最后根据其记录的总偏移值作相应的移动。

3.根据权利要求2所述的一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，其特征在于，所述总偏移值计算流程如下：

首先，根据母线点所连设备的数目n，虚拟出n-1个母线虚拟点；

其次，随机分配顶点的初始位置，并将其偏移量设置为0，并生成相对应的顶点集V；

再者，判断每个顶点内包含的2对矢量属性，并分别记录位置和偏移量；

最后，根据引力-斥力数学模型计算引斥力，根据引力斥力的计算结果对结果进行移动，并做相应的控制以保证节点不会越出边界。

4.根据权利要求3所述的一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，其特征在于，针对所述边界内的节点做正交化处理。

5.根据权利要求4所述的一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，其特征在于，所述正交化处理流程如下：

首先，选择顶点周围可以安放的相邻节点，形成遍历区域，并将其安放在一条母线的固定画布中心；

其次，从顶点出发广度优先遍历整个区域，依次固定图中各节点。

6.根据权利要求5所述的一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，其特征在于，根据所述正交化处理对单线图模数据进行更新，并记录时间戳，校验该时间戳与GIS获取全量单线图模更新时间列表中每条馈线的更新时间T2是否一致，并且对不一致的时间戳进行标记，形成标记点。

7.根据权利要求6所述的一种配网自动化主站GIS单线图模自动核对更新的方法，其特征在于，通过所述标记点向GIS获取该馈线的最新版本单线图模文件，并利用导图程序对新的单线图模进行导入，并根据更新周期等待下一周期循环更新。