CN111859589B - 一种适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，属于变电站布图仿真技术领域，本方法借助带有专用存储单元的计算机以及配套软件程序实现对设备间中所有电力设备的布局，建立含有电力设备连接关系信息、连接线信息、引力斥力度规则信息的电力设备基础信息数据库，并将以上电力设备基础信息数据库存储在专用存储单元中，在此基础上，所述的变电站内图元自动布局的方法按照先后顺序包括以下子步骤：读取数据，设备图元分组，建立站内图元区块链，检验区块链完整性，生成母线区块，区块布局和图元区块调整，具有布图方便，直观性强，兼容性好的特点。

Description

一种适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法

技术领域

本发明属于变电站布图仿真技术领域，涉及到一种变电站内图元自动布局的方法，具体为适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法。

背景技术

近随着电力调度自动化、智能化程度的加深,作为自动化辅助工具之一的图形技术已经被广泛地应用于电力系统的各个领域,这些电力图形通常由人手工进行绘制和维护,这种方法耗费人力、易出错且不易修改；因此,电力图形的自动生成受到广泛关注。针对电网调度可视化软件中的数据和信息交换,国际电工协会(InterationalElectrotechnical Commission,IEC)第57次技术委员会在20世纪90年代提出了IEC61970标准系列,其中对于电网模型信息的交互已经明确地提出了公共信息模型(CommonInformation Model CIM)标准。CIM作为标准的应用程序接口，使得应用系统能够不依赖于信息的内部表示而访问公共数据和交换信息,是目前调度自动化系统信息交互的重要手段。但电网调度可视化应用软件面向不同的专业、不同的部门，电力图形表达模式格式各样，且不同厂家的应用软件电力设备抽象图元大小、样式不同、展现各异，从而导致基于CIM生成的电网可视化图形混乱、直观展现不友好等问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，设计了适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，具有布图方便，直观性强，兼容性好的特点。

本发明的具体技术方案是：

一种适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，本方法借助带有专用存储单元的计算机以及配套软件程序实现对设备间中所有电力设备的布局，建立含有电力设备连接关系信息、连接线信息、引力斥力度规则信息的电力设备基础信息数据库，并将以上电力设备基础信息数据库存储在专用存储单元中，在此基础上，所述的变电站内图元自动布局的方法按照先后顺序包括以下子步骤：

读取数据，设备图元分组，建立站内图元区块链，检验区块链完整性，生成母线区块，区块布局和图元区块调整，

读取数据：计算机读取预布局电力设备的电力设备基础信息；

设备图元分组：根据读取数据步骤所读取的信息，将变电站内部的设备图元按照类别划分并组合为多个站内图元区块，并根据电力设备基础信息数据库内的设备信息建立图元区块库；

建立站内图元区块链：根据所述图元区块库内的图元区块信息定义中心区块，并将各图元区块进行连接；

检验区块链完整性：检验各图元区块的连接关系是否完全覆盖，若存在图元区块连接关系未覆盖，则循环建立站内图元区块链和检验区块链完整性步骤，若不存在图元区块连接关系未覆盖，则跳出循环执行下一步骤；

生成母线区块：根据图元区块库和连接线信息库的信息生成母线区块，并存入图元区块库，对图元区块库进行更新；

执行区块布局和图元区块调整步骤，

最后执行输出结果步骤。

所述建立电力设备基础信息数据库步骤中包括，

建立电力设备信息库，获取变电站内设备的体积、功能、根据设备连接接口确定连接属性以及与其他设备配合关系的信息，并将设备定义为矩形图元，以图元的长和宽来区分不同的设备，每个图元上设置有用于确定位置的定位坐标点；

建立设备连接关系库步骤中，对所有设备的各个接口间的连接关系设置连接编码，即每个接口与其他所有接口都设置有连接关系，每个连接关系对应一个连接编码；

建立连接线信息库步骤中，输入或下载相应的母线的长度、宽度以及接口信息；

建立引力斥力度规则库步骤中，输入用于图元排布的引力斥力度规则。

建立站内图元区块链：以中心图元区块进行扩展，根据连接关系从设备连接关系库中选取需要连接的编码，根据与中心图元区块的连接强度设定扩展的顺序。

所述区块布局和图元区块调整步骤的具体操作为

区块布局：根据图元区块信息建立画布，根据所得到的完整图元区块链，将外部连接的区块最多的区块定义为第一区块，放置于画布中心位置，将其他区块以图元区块链的连接关系和引力斥力度规则库的引力斥力度规则排布；

图元区块调整：检验图元区块是否全部部署完成，如果没有，将已部署的区块打包成新的临时区块，循环区块布局和图元区块调整部分，直到图元区块全部部署完成，得到完整的图元区块布局图，跳出循环，缩小画布，使画布与所得的图元区块布局图相匹配，仿真模拟步骤结束。

区块布局步骤中，设图元区块所对矩形的长边之和为L以及根据引力斥力规则设定图元间距参数和D，所述初始画布为短边长大于L与D之和的矩形。

建立电力设备基础信息数据库步骤中还包括建立画布信息库；

所述建立画布信息库步骤中，根据实际变电站面积输入变电站信息，所述输入的变电站信息包括变电站中可布局设备的空间信息。

区块布局：根据建立站内图元区块链和检验区块链完整性步骤所得到的完整图元区块链，以及根据图元区块库内信息，将外部连接最多的区块定义为第一区块，并从画布信息库提取画布，将第一区块放置在画布任意位置，根据引力斥力规则库中的引力斥力度规则信息和图元区块链的连接关系放置其他图元区块；

图元区块调整：检验图元区块是否全部部署完成，如果没有，将已布置的区块打包成新的临时区块，存储入图元区块库，并更新图元区块库，循环区块布局和图元区块调整步骤，直到图元区块全部部署完成，跳出循环，对比此次模拟布局与画布的面积进行比较，若此次模拟布局面积大于画布面积，布局失败，删除本次布局图，循环区块布局和图元区块调整步骤，直到此次模拟布局面积小于画布面积，仿真模拟步骤结束。

区块布局：根据建立站内图元区块链和检验区块链完整性步骤所得到的完整图元区块链，以及根据图元区块库内信息，将外部连接最多的区块定义为第一区块，并从画布信息库提取画布，将第一区块放置在画布任意位置，根据引力斥力度规则库中的引力斥力度规则信息、图元区块链的连接关系以及画布的空间信息放置其他图元区块；

图元区块调整：检验图元区块是否全部部署完成，如果没有，将已布置的区块打包成新的临时区块，存储入图元区块库，并更新图元区块库，循环区块布局和图元区块调整步骤，直到出现跳出循环情况，结束仿真模拟步骤；

所述跳出循环情况为图元区块全部部署完成，得到完整站内图元区块布局图，执行下一步骤；

所述输出结果步骤包括输出仿真模拟步骤所得的完整站内图元区块布局图。

所述跳出循环情况为：以引力斥力度规则信息、图元区块链的连接关系以及画布的空间信息为限制，无法实现完整布局，

所述输出结果步骤包括提示无法实现，发出更换画布消息。

本发明的有益效果是：

本发明基于CIM模型所要表达的所有电网信息，作为站内图形自动生成的信息来源，实现站内图形的自动生成、自我维护，且将站内图形与设备模型信息融合，从而实现电网图模一体化应用，为电网调度广泛的可视化应用提供技术支撑。

附图说明

图1为本发明的流程框图。

图2为本发明的细节执行图。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。

具体实施例1，一种适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，本方法借助带有专用存储单元的计算机以及配套软件程序实现对设备间中所有电力设备的布局，建立含有电力设备连接关系信息、连接线信息、引力斥力度规则信息的电力设备基础信息数据库，并将以上电力设备基础信息数据库存储在专用存储单元中，在此基础上，所述的变电站内图元自动布局的方法按照先后顺序包括以下子步骤：

读取数据，设备图元分组，建立站内图元区块链，检验区块链完整性，生成母线区块，区块布局和图元区块调整，

读取数据：计算机读取预布局电力设备的电力设备基础信息；

设备图元分组：根据读取数据步骤所读取的信息，将变电站内部的设备图元按照类别划分并组合为多个站内图元区块，并根据电力设备基础信息数据库内的设备信息建立图元区块库；

建立站内图元区块链：根据所述图元区块库内的图元区块信息定义中心区块，并将各图元区块进行连接；

检验区块链完整性：检验各图元区块的连接关系是否完全覆盖，若存在图元区块连接关系未覆盖，则循环建立站内图元区块链和检验区块链完整性步骤，若不存在图元区块连接关系未覆盖，则跳出循环执行下一步骤；

生成母线区块：根据图元区块库和连接线信息库的信息生成母线区块，并存入图元区块库，对图元区块库进行更新；

执行区块布局和图元区块调整步骤，

最后执行输出结果步骤。

所述建立电力设备基础信息数据库步骤中包括，

建立电力设备信息库，获取变电站内设备的体积、功能、根据设备连接接口确定连接属性以及与其他设备配合关系的信息，并将设备定义为矩形图元，以图元的长和宽来区分不同的设备，每个图元上设置有用于确定位置的定位坐标点；

建立设备连接关系库步骤中，对所有设备的各个接口间的连接关系设置连接编码，即每个接口与其他所有接口都设置有连接关系，每个连接关系对应一个连接编码；

建立连接线信息库步骤中，输入或下载相应的母线的长度、宽度以及接口信息；

建立引力斥力度规则库步骤中，输入用于图元排布的引力斥力度规则。

建立站内图元区块链：以中心图元区块进行扩展，根据连接关系从设备连接关系库中选取需要连接的编码，根据与中心图元区块的连接强度设定扩展的顺序。

所述区块布局和图元区块调整步骤的具体操作为

区块布局：根据图元区块信息建立画布，根据所得到的完整图元区块链，将外部连接的区块最多的区块定义为第一区块，放置于画布中心位置，将其他区块以图元区块链的连接关系和引力斥力度规则库的引力斥力度规则排布；

图元区块调整：检验图元区块是否全部部署完成，如果没有，将已部署的区块打包成新的临时区块，循环区块布局和图元区块调整部分，直到图元区块全部部署完成，得到完整的图元区块布局图，跳出循环，缩小画布，使画布与所得的图元区块布局图相匹配，仿真模拟步骤结束。

先将设备转换为图元，每个图元对应有特定长和宽的矩形，取图元的左上角为定位坐标点；根据连接属性和功能划分将图元打包为图元区块，每个图元区块对应相应的矩形和定位坐标点，以及根据图元的连接属性，每个图元区块有外部和内部连接关系；根据图元区块的外部连接关系组成图元区块链，取面积远大于所需面积的画布，将外部连接最多的图元区块置于画布中心位置，定义为第一区块，根据第一区块扩展摆放其他区块。根据实际摆放位置调整画布大小。

区块布局步骤中，设图元区块所对矩形的长边之和为L以及根据引力斥力规则设定图元间距参数和D，所述初始画布为短边长大于L与D之和的矩形。

这种位置关系保证初始画布设定大于实际所需画布面积。

具体实施例2，在具体实施例1的基础上增加：建立电力设备基础信息数据库步骤中还包括建立画布信息库；

所述建立画布信息库步骤中，根据实际变电站面积输入变电站信息，所述输入的变电站信息包括变电站中可布局设备的空间信息。

将具体实施例1中区块布局和图元区块调整步骤进行改进：

区块布局：根据建立站内图元区块链和检验区块链完整性步骤所得到的完整图元区块链，以及根据图元区块库内信息，将外部连接最多的区块定义为第一区块，并从画布信息库提取画布，将第一区块放置在画布任意位置，根据引力斥力规则库中的引力斥力度规则信息和图元区块链的连接关系放置其他图元区块；

图元区块调整：检验图元区块是否全部部署完成，如果没有，将已布置的区块打包成新的临时区块，存储入图元区块库，并更新图元区块库，循环区块布局和图元区块调整步骤，直到图元区块全部部署完成，跳出循环，对比此次模拟布局与画布的面积进行比较，若此次模拟布局面积大于画布面积，布局失败，删除本次布局图，循环区块布局和图元区块调整步骤，直到此次模拟布局面积小于画布面积，仿真模拟步骤结束。

具体实施例3，将具体实施例1中区块布局和图元区块调整步骤进行改进：

区块布局：根据建立站内图元区块链和检验区块链完整性步骤所得到的完整图元区块链，以及根据图元区块库内信息，将外部连接最多的区块定义为第一区块，并从画布信息库提取画布，将第一区块放置在画布任意位置，根据引力斥力度规则库中的引力斥力度规则信息、图元区块链的连接关系以及画布的空间信息放置其他图元区块；

图元区块调整：检验图元区块是否全部部署完成，如果没有，将已布置的区块打包成新的临时区块，存储入图元区块库，并更新图元区块库，循环区块布局和图元区块调整步骤，直到出现跳出循环情况，结束仿真模拟步骤；

所述跳出循环情况为图元区块全部部署完成，得到完整站内图元区块布局图，执行下一步骤；

所述输出结果步骤包括输出仿真模拟步骤所得的完整站内图元区块布局图。

所述跳出循环情况为：以引力斥力度规则信息、图元区块链的连接关系以及画布的空间信息为限制，无法实现完整布局，

所述输出结果步骤包括提示无法实现，发出更换画布消息。

Claims (8)

1.一种适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，本方法借助带有专用存储单元的计算机以及配套软件程序实现对设备间中所有电力设备的布局，其特征在于，建立含有电力设备连接关系信息、连接线信息、引力斥力度规则信息的电力设备基础信息数据库，并将以上电力设备基础信息数据库存储在专用存储单元中，在此基础上，所述的变电站内图元自动布局的方法按照先后顺序包括以下子步骤：

读取数据，设备图元分组，建立站内图元区块链，检验区块链完整性，生成母线区块，区块布局和图元区块调整，

读取数据：计算机读取预布局电力设备的电力设备基础信息；

设备图元分组：根据读取数据步骤所读取的信息，将变电站内部的设备图元按照类别划分并组合为多个站内图元区块，并根据电力设备基础信息数据库内的设备信息建立图元区块库；

建立站内图元区块链：根据所述图元区块库内的图元区块信息定义中心区块，并将各图元区块进行连接；

检验区块链完整性：检验各图元区块的连接关系是否完全覆盖，若存在图元区块连接关系未覆盖，则循环建立站内图元区块链和检验区块链完整性步骤，若不存在图元区块连接关系未覆盖，则跳出循环执行下一步骤；

生成母线区块：根据图元区块库和连接线信息库的信息生成母线区块，并存入图元区块库，对图元区块库进行更新；

执行区块布局和图元区块调整步骤，

最后执行输出结果步骤；

建立电力设备基础信息数据库步骤包括，

建立电力设备信息库，获取变电站内设备的体积、功能、根据设备连接接口确定连接属性以及与其他设备配合关系的信息，并将设备定义为矩形图元，以图元的长和宽来区分不同的设备，每个图元上设置有用于确定位置的定位坐标点；

建立设备连接关系库步骤中，对所有设备的各个接口间的连接关系设置连接编码，即每个接口与其他所有接口都设置有连接关系，每个连接关系对应一个连接编码；

建立连接线信息库步骤中，输入或下载相应的母线的长度、宽度以及接口信息；

建立引力斥力度规则库步骤中，输入用于图元排布的引力斥力度规则；

建立站内图元区块链：以中心图元区块进行扩展，根据连接关系从设备连接关系库中选取需要连接的编码，根据与中心图元区块的连接强度设定扩展的顺序。

2.根据权利要求1所述的适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，其特征在于：所述区块布局和图元区块调整步骤的具体操作为

区块布局：根据图元区块信息建立画布，根据所得到的完整图元区块链，将外部连接的区块最多的区块定义为第一区块，放置于画布中心位置，将其他区块以图元区块链的连接关系和引力斥力度规则库的引力斥力度规则排布；

图元区块调整：检验图元区块是否全部部署完成，如果没有，将已部署的区块打包成新的临时区块，循环区块布局和图元区块调整部分，直到图元区块全部部署完成，得到完整的图元区块布局图，跳出循环，缩小画布，使画布与所得的图元区块布局图相匹配，仿真模拟步骤结束。

3.根据权利要求2所述的适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，其特征在于：

区块布局步骤中，设图元区块所对矩形的长边之和为L以及根据引力斥力规则设定图元间距参数和D，初始画布为短边长大于L与D之和的矩形。

4.根据权利要求1述的适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，其特征在于：

建立电力设备基础信息数据库步骤还包括建立画布信息库；

所述建立画布信息库步骤中，根据实际变电站面积输入变电站信息，所述输入的变电站信息包括变电站中可布局设备的空间信息。

5.根据权利要求4的适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，其特征在于：

区块布局：根据建立站内图元区块链和检验区块链完整性步骤所得到的完整图元区块链，以及根据图元区块库内信息，将外部连接最多的区块定义为第一区块，并从画布信息库提取画布，将第一区块放置在画布任意位置，根据引力斥力规则库中的引力斥力度规则信息和图元区块链的连接关系放置其他图元区块；

图元区块调整：检验图元区块是否全部部署完成，如果没有，将已布置的区块打包成新的临时区块，存储入图元区块库，并更新图元区块库，循环区块布局和图元区块调整步骤，直到图元区块全部部署完成，跳出循环，对比此次模拟布局与画布的面积进行比较，若此次模拟布局面积大于画布面积，布局失败，删除本次布局图，循环区块布局和图元区块调整步骤，直到此次模拟布局面积小于画布面积，仿真模拟步骤结束。

6.根据权利要求4的适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，其特征在于：

区块布局：根据建立站内图元区块链和检验区块链完整性步骤所得到的完整图元区块链，以及根据图元区块库内信息，将外部连接最多的区块定义为第一区块，并从画布信息库提取画布，将第一区块放置在画布任意位置，根据引力斥力度规则库中的引力斥力度规则信息、图元区块链的连接关系以及画布的空间信息放置其他图元区块；

图元区块调整：检验图元区块是否全部部署完成，如果没有，将已布置的区块打包成新的临时区块，存储入图元区块库，并更新图元区块库，循环区块布局和图元区块调整步骤，直到出现跳出循环情况，结束仿真模拟步骤。

7.根据权利要求6的适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，其特征在于：

所述跳出循环情况为图元区块全部部署完成，得到完整站内图元区块布局图，执行下一步骤；

所述输出结果步骤包括输出仿真模拟步骤所得的完整站内图元区块布局图。

8.根据权利要求6的适用于整定计算软件的变电站内图元自动布局的方法，其特征在于：

所述跳出循环情况为：以引力斥力度规则信息、图元区块链的连接关系以及画布的空间信息为限制，无法实现完整布局，

所述输出结果步骤包括提示无法实现，发出更换画布消息。