CN113570345A - 一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统 - Google Patents

一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统，系统由电路线路图管理模块，项目电路图关联模块，停电范围自动识别生成模块三部分组成。电路线路图管理模块主要负责对管辖范围内电路线路图进行汇集整合维护，项目电路图关联模块是系统自动从项目工程名称中获取线路名称，并与线路图进行关联，停电范围自动识别生成模块主要负责根据项目内容与线路图进行识别计算生成需要完成该项目内容的停电范围。本发明通过自动分析线路图，并根据施工内容进行停电计划中停电范围的分析输出，从而提高停电计划安排效率，降低人工干预风险。

Description

一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统
技术领域
本发明属于电网停电计划自动化领域，特别涉及一种根据电网施工项目范围及对应线路图自动识别最佳停电范围的模型系统。
背景技术
配电网停电计划的管理是供电企业的一项重要业务，关系到电网的安全可靠运行以及供电企业的经济效益和社会效益。随着电网规模的不断扩大，设备数量增多，用电负荷也发生了快速增长，停电计划管理的复杂度越来越高，同时用户对供电可靠性和供电质量的要求也越来越高，从而对停电计划管理水平提出了更高的要求。
停电计划管理的业务流程比较复杂，从停电计划的拟定到实施，需要考虑的因素众多，如：停电计划的影响范围、停电计划实施的安全性、停电计划对供电可靠性的影响，以及班组及施工队伍的物资和人员的工作量安排等。目前电力公司大多已经在生产管理系统(PMS)中建立了停电计划流程管理模块。
但是目前电力企业的停电计划安排还是主要以人工为主，相关人员的专业技术能力、工作经验、对工作的责任心直接关系到停电计划的优劣，会造成工作量安排不适当，工作出错几率大，人力资源浪费等情况。要保证计划安排的合理性和科学性，需要大量的有效信息的支持，目前难以对这方面的信息进行整合和集成，以至于难以实现停电计划优化安排、难以减少停电次数和停电时间。
发明内容
为克服上述现状问题，本发明提出一种基于对线路图的识别分析与停电范围规则实现停电计划中停电范围的自动识别生成的系统模型。其目的在于通过程序对线路图svg以及xml文件格式进行节点分析，并根据停电范围生成规则进行停电计划中最优停电范围的确定输出。
本发明具体为一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统，所述停电范围自动识别系统由电路线路图管理模块、项目电路图关联模块、停电范围自动识别生成模块三部分组成；
所述电路线路图管理模块主要负责对管辖范围内电路线路图进行汇集整合维护；
所述项目电路图关联模块使系统自动从项目工程名称中获取线路名称，并与线路图进行关联；
所述停电范围自动识别生成模块主要负责根据项目内容与线路图进行识别，计算生成需要完成该项目内容的停电范围。
进一步的，所述电路线路图管理模块从PMS系统中导出的xml和svg格式线路图，通过两个格式进行组合识别分析线路图中各个器件、节点位置及各节点之间线路走向关系，将识别结果进行保存存储。
进一步的，所述项目电路图关联模块基于项目名称中线路标识与线路图名称进行自动识别匹配，将项目与系统中的线路图进行关联匹配。
进一步的，所述停电范围自动识别生成模块基于施工项目线路路段，自动识别停电范围，识别出的停电范围内涉及到的用户需要最少。
本发明达到的有益效果：通过模型自动分析线路图，并根据施工内容进行停电计划中停电范围的分析输出，从而提高停电计划安排效率，降低人工干预风险。
附图说明
图1为本发明停电范围自动识别系统的架构图；
图2为本发明节点分裂改进方式示意图；
图3为本发明自动识别停电范围的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本申请的的技术方案做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
根据电路线路图自动识别停电范围的系统架构图如图1所示。本申请的一种根据电路线路图自动识别停电范围的模型包括以下步骤：
一、将从PMS系统导出的某个线路的xml、svg格式的图片导入到模型中，通过模型程序识别xml，svg文件中的各个节点位置及线路走向，将识别结果存储。首先读取svg文件，把线路上的元素读取出来存在变量中，每一个元素有id标识，有名称，以及与其他相连元素的id。
二、将电网项目导入模型中，模型程序通过项目内容与之前已导入的线路文件进行一一比对，将项目与线路图进行关联。
三、模型根据项目内容与线路图，找到需要施工操作的节点位置和类型，通过模型程序找到该节点位置附近相关节点，并按照电网停电规则，生成最优停电范围区间以及影响到的区域。
配电的主体部分由各种开关和电气设备通过导线连接而成，主体特征明显，由点线构成。在分析陪停范围问题的时候，适合通过图论拓扑分析，通过开关状态、电气元件之间的连接关系可以自动识别停电范围。
首先需要建立图模型，设图G(V,E)具有n个节点，此时邻接矩阵大小为n×n，可以表示为(aij)n×n。图中任意两个节点Vi和Vj之间存在一条连接时，可以将对应的aij和aji设置为1，反之设置为0：
Figure BDA0003210211470000041
实际的连接关系除了与物理连线有关之外，还和开关设备的闭合与否有关。常见的解决方案由编制开关状态信息表来表征开关状态。不过通过制表方式进行维护，较为复杂繁琐。本专利采用邻接矩阵表征连接关系，同时引入节点分裂的思想进行改进。
如图2所示，在示意图中含有3条母线和2条配电线，采用节点分裂的改进方式将得到7×7的邻接矩阵，其中2、3、5、6为线路两端分裂出的节点。当节点之间不存在任何支路时，元素aij为0，存在线路支路时为1，如果存在开关支路并且开关闭合时值为2。对应的邻接矩阵可以确定为如下：
Figure BDA0003210211470000042
通过以上的建模方式可以获得含有开关信息的邻接矩阵，邻接矩阵可以描述无向图模型。对于一个已知的无向图，要分析其中一定的拓扑关系，需要设定一些初始节点向外搜索满足一定性质的相邻节点。图论中经典的广度优先搜索和深度优先搜索适合此条件下的问题分析，其中深度优先搜索涉及到节点的回溯与递归，设计较为复杂，所以广度优先算法更为实用。
常见的广度优先算法需要预先设置一个visited数组(用来记录已被访问过的节点)，以及一个队列，用于暂存节点的相邻节点，选取v0开始访问，将visited[v0]的值设置为True，同时将v0入队。只要队列不空，则重复如下操作：
(1)队头顶点u出队。
(2)依次检查u的所有邻接顶点w，若visited[w]的值为False，则访问w，并将visited[w]置为True，同时将w入队。
只需要设置一定的入队条件和搜索停止的边界条件，就可以无向图中搜索得到满足一定条件的子区域。
实现自动识别停电范围，需要获取改进邻接矩阵并使用广度优先算法来求取伴停范围，如图3所示。
1)首先初始化哈希表M，为项目线路图关联模块的结果统一分配序列号，哈希表的键为不重复的索引号，值为描述该节点的一系列属性，如节点类型、连接用户数等相关信息。
2)根据哈希表M和拓扑关系构建相对应的邻接矩阵和初始化visited数组。选取施工项目节点所连接开关支路的另一侧节点，在visited数组中标记该节点，同时将其关联的节点送入队列，关联性的判断可以依靠邻接矩阵中对应的数值，非零值表示节点之间相关联，之后不断弹出队首节点，将未被visited标记过的节点加入队尾，并重复以上操作。
3)在不断向外广度搜索的过程中，使用哈希表M辅助分析节点的性质，如果是开关节点，需要辨别开关节点的来源，判断是来自电线杆还是环网柜，如果是电线杆，需要进一步判断其来源是主路还是支线，主路电线杆需要记录其相关联的用户数，用于后续结果的生成和判断。如果是电源节点则此次遍历结束。
4)在搜索完成后，首先检验施工节点是否以及完全覆盖，如果未完全覆盖，系统给出错误警告和相关提示，如果施工节点已完全覆盖，通过哈希表得出节点的实际信息，获取节点位置和类型，并标记所有的相关区域和停电用户数据报表供后续使用。
上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统，其特征在于：所述停电范围自动识别系统由电路线路图管理模块、项目电路图关联模块、停电范围自动识别生成模块三部分组成；
所述电路线路图管理模块主要负责对管辖范围内电路线路图进行汇集整合维护；
所述项目电路图关联模块使系统自动从项目工程名称中获取线路名称，并与线路图进行关联；
所述停电范围自动识别生成模块主要负责根据项目内容与线路图进行识别，计算生成需要完成该项目内容的停电范围。
2.根据权利要求1所述的一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统，其特征在于：
所述电路线路图管理模块从PMS系统中导出的xml和svg格式线路图，通过两个格式进行组合识别分析线路图中各个器件、节点位置及各节点之间线路走向关系，将识别结果进行保存存储。
3.根据权利要求1所述的一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统，其特征在于：
所述项目电路图关联模块基于项目名称中线路标识与线路图名称进行自动识别匹配，将项目与系统中的线路图进行关联匹配。
4.根据权利要求1所述的一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统，其特征在于：
所述停电范围自动识别生成模块基于施工项目线路路段，自动识别停电范围，识别出的停电范围内涉及到的用户需要最少。
5.根据权利要求1所述的一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统，其特征在于：
所述系统实现自动识别停电范围，需要获取改进邻接矩阵并使用广度优先算法来求取伴停范围：
首先初始化哈希表M，为项目线路图关联模块的结果统一分配序列号，哈希表的键为不重复的索引号，值为描述该节点的属性；
根据哈希表M和拓扑关系构建相对应的邻接矩阵和初始化visited数组，选取施工项目节点所连接开关支路的另一侧节点，在visited数组中标记该节点，同时将其关联的节点送入队列，关联性的判断依靠邻接矩阵中对应的数值，非零值表示节点之间相关联，之后不断弹出队首节点，将未被visited标记过的节点加入队尾，并重复以上操作；
在不断向外广度搜索的过程中，使用哈希表M辅助分析节点的性质，如果是开关节点，需要辨别开关节点的来源，判断是来自电线杆还是环网柜；如果是电线杆，需要进一步判断其来源是主路还是支线，主路电线杆需要记录其相关联的用户数，用于后续结果的生成和判断；如果是电源节点则此次遍历结束；
在搜索完成后，首先检验施工节点是否已经完全覆盖，如果未完全覆盖，系统给出错误警告和相关提示；如果施工节点已完全覆盖，通过哈希表得出节点的实际信息，获取节点位置和类型，并标记所有的相关区域和停电用户数据报表供后续使用。
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