CN115618542A - 一种基于gis单线图的配电网环网图生成方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法和系统，包括基于GIS单线图获取单条馈线上分别对应于主干线以及各级分支线的若干个相对位置关系集合；以设定长度为基本单位建立直角坐标系，形成绘制图纸；基于各条线路的相对位置关系集合将定位节点和电力设备映射到绘制图纸中，并对绘制图纸中所映射的点进行位置优化；将所属区域内全部馈线映射且优化完成后按照环网图成图规则进行成图，从而得到相应的配电网环网图。本发明通过将GIS单线图中各电力设备和定位节点成组处理后映射到图纸中，提升了绘图效率且较好的保证绘图的准确性，同时在电力设备映射好时进行位置优化，进一步提升了成图效率。

Description

一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法和系统

技术领域

本发明属于配电自动化技术领域，具体涉及一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法和系统。

背景技术

配电网网络接线复杂，设备种类繁多，长期以往除了使用GIS单线图以外，还有纸质的主环网图。GIS单线图有丰富的站—线—变—户关系，完善的网络拓扑及设备台账，齐全的营销属性及严格的电子化移交程序。但结合配网调度的实际运行，配调调度涉及的操作及事故处理，使用主环图纸具有图形简明、线路结构清晰等优点，有助于提高调度员填写操作票及事故处理的快速性及准确性, 在配调长期工作中，环网图起到了功不可没的作用。

但目前纸质环网图与GIS单线图是不同类型的图纸，数据来源不同，GIS系统根据台账自动生成，纸质环网图靠现场维护更新到调度台，多头的维护、不同数据源，容易造成因人为的错误导致环网图与现场设备不对应的情况，存在一定的安全隐患。故此，基于GIS图纸自动生成环网图技术的开发及应用尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在解决现有纸质环网图靠现场维护更新到调度台，容易造成因人为的错误导致环网图与现场设备不对应的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法，包括如下步骤：

基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，相对位置关系总集合包括分别对应于主干线以及各级分支线的若干个相对位置关系集合，定位节点包括各级线路的末端节点以及线路之间的连接节点；

以设定长度为基本单位建立直角坐标系，形成绘制图纸；

基于各条线路的相对位置关系集合将定位节点和电力设备映射到绘制图纸中，并对绘制图纸中所映射的点进行位置优化，其中，位置优化的顺序和对电力设备进行映射的顺序相同；

将所属区域内全部馈线进行映射且优化，完成后按照环网图成图规则进行成图，从而得到相应的配电网环网图。

进一步的，基于各条线路的相对位置关系集合将定位节点和电力设备映射到绘制图纸中，并对绘制图纸中所映射的点进行位置优化，具体包括：

从主干线开始，到末级分支线路结束，依次将每条线路上的定位节点映射到绘制图纸上；

从末级分支线路开始，到主干线结束，根据每条线路的相对位置关系集合将线路对应的电力设备映射到绘制图纸上；

在每级线路的电力设备映射完成后，均对定位节点和电力设备的位置进行优化，以使绘制图纸上所映射的点的位置互不影响。

进一步的，在每条线路的电力设备映射完成后，均对定位节点和电力设备的位置进行优化，具体包括：

按照从末级分支线路到主干线的顺序，在每级线路的电力设备映射完成后，对当前完成映射的电力设备和定位节点进行位置优化，其中，对电力设备进行位置优化时，针对各条线路间的全部电力设备，满足电力设备坐标约束；对定位节点进行位置优化时，针对每条线路上的相邻定位节点，满足定位节点距离约束。

进一步的，基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，具体为：

初始化单条馈线的相对位置关系总集合G=(P,V,D)，其中，P表示各条线路上的定位节点集合，V表示各条线路上的电力设备集合，D表示线路集合；

对于第m条线路，根据GIS单线图中线路的网络拓扑结构得到其对应的相对位置关系集合g=(p _i-1 ,v _n ,d _m ,p _i )，其中，p _i-1和p _i 表示线路中相邻的两个定位节点，i为第m条线路上的定位节点数，v _n 表示相邻的两个定位节点间的n个电力设备集合，d _m 表示当前线路。

进一步的，对于第m条线路进行位置优化时，电力设备坐标约束和定位节点距离约束，具体如下：

电力设备坐标约束为对于第m条线路上任意一个电力设备，其经过位置优化后的横纵坐标与任意一个其他电力设备的横纵坐标的大小关系，与位置优化前两个电力设备的实际GIS坐标关系相同；

定位节点距离约束为对于第m条线路上任意两个相邻的定位节点，其经过位置优化后的间距与任意两个其他相邻定位节点间的间距的比值，与位置优化前两对相邻定位节点的间距比值相同。

第二方面，本发明提供了一种基于GIS单线图的配电网环网图生成系统，包括：

预处理单元，用于基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，相对位置关系总集合包括分别对应于主干线以及各级分支线的若干个相对位置关系集合，定位节点包括各级线路的末端节点以及线路之间的连接节点；还用于以设定长度为基本单位建立直角坐标系，形成绘制图纸；

初步成图单元，用于基于各条线路的相对位置关系集合将定位节点和电力设备映射到绘制图纸中，并对绘制图纸中所映射的点进行位置优化，其中，位置优化的顺序和对电力设备进行映射的顺序相同；

成图单元，用于将所属区域内全部馈线进行映射且优化，完成后按照环网图成图规则进行成图，从而得到相应的配电网环网图。

进一步的，在初步成图单元中，基于各条线路的相对位置关系集合将定位节点和电力设备映射到绘制图纸中，并对绘制图纸中所映射的点进行位置优化，具体包括：

从主干线开始，到末级分支线路结束，依次将每条线路上的定位节点映射到绘制图纸上；

从末级分支线路开始，到主干线结束，根据每条线路的相对位置关系集合将线路对应的电力设备映射到绘制图纸上；

在每级线路的电力设备映射完成后，均对定位节点和电力设备的位置进行优化，以使绘制图纸上所映射的点的位置互不影响。

进一步的，在初步成图单元中，在每条线路的电力设备映射完成后，均对定位节点和电力设备的位置进行优化，具体包括：

按照从末级分支线路到主干线的顺序，在每级线路的电力设备映射完成后，对当前完成映射的电力设备和定位节点进行位置优化，其中，对电力设备进行位置优化时，针对各条线路间的全部电力设备，满足电力设备坐标约束；对定位节点进行位置优化时，针对每条线路上的相邻定位节点，满足定位节点距离约束。

进一步的，在初步成图单元中，基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，具体为：

初始化单条馈线的相对位置关系总集合G=(P,V,D)，其中，P表示各条线路上的定位节点集合，V表示各条线路上的电力设备集合，D表示线路集合；

对于第m条线路，根据GIS单线图中线路的网络拓扑结构得到其对应的相对位置关系集合g=(p _i-1 ,v _n ,d _m ,p _i )，其中，p _i-1和p _i 表示线路中相邻的两个定位节点，i为第m条线路上的定位节点数，v _n 表示相邻的两个定位节点间的n个电力设备集合，d _m 表示当前线路。

进一步的，在初步成图单元中，对于第m条线路进行位置优化时，电力设备坐标约束和定位节点距离约束，具体如下：

电力设备坐标约束为对于第m条线路上任意一个电力设备，其经过位置优化后的横纵坐标与任意一个其他电力设备的横纵坐标的大小关系，与位置优化前两个电力设备的实际GIS坐标关系相同；

定位节点距离约束为对于第m条线路上任意两个相邻的定位节点，其经过位置优化后的间距与任意两个其他相邻定位节点间的间距的比值，与位置优化前两对相邻定位节点的间距比值相同。

综上，本发明提供了一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法和系统，包括基于GIS单线图获取单条馈线上分别对应于主干线以及各级分支线的若干个相对位置关系集合，定位节点包括各级线路的末端节点以及线路之间的连接节点；以设定长度为基本单位建立直角坐标系，形成绘制图纸；基于各条线路的相对位置关系集合将定位节点和电力设备映射到绘制图纸中，并对绘制图纸中所映射的点进行位置优化；将所属区域内全部馈线映射且优化完成后按照环网图成图规则进行成图，从而得到相应的配电网环网图。本发明通过将GIS单线图中各电力设备和定位节点成组处理后映射到图纸中，提升了绘图效率且较好的保证绘图的准确性，同时在电力设备映射好时进行位置优化，进一步提升了成图效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法的流程示意图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

配电网网络接线复杂，设备种类繁多，长期以往除了使用GIS单线图以外，还有纸质的主环网图。GIS单线图有丰富的站—线—变—户关系，完善的网络拓扑及设备台账，齐全的营销属性及严格的电子化移交程序。但结合配网调度的实际运行，配调调度涉及的操作及事故处理，使用主环图纸具有图形简明、线路结构清晰等优点，有助于提高调度员填写操作票及事故处理的快速性及准确性, 在配调长期工作中，环网图起到了功不可没的作用。

但目前纸质环网图与GIS单线图是不同类型的图纸，数据来源不同，GIS系统根据台账自动生成，纸质环网图靠现场维护更新到调度台，多头的维护、不同数据源，容易造成因人为的错误导致环网图与现场设备不对应的情况，存在一定的安全隐患。故此，基于GIS图纸自动生成环网图技术的开发及应用尤为重要。

基于此，本发明提供了一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法和系统。

请参阅图1，本实施例提供了一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法，包括：

S100：基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，相对位置关系总集合包括分别对应于主干线以及各级分支线的若干个相对位置关系集合，定位节点包括各级线路的末端节点以及线路之间的连接节点。

需要说明的是，GIS单线图是以GIS地理图作为数据源，将配电网中单条馈线转化成相应的数学模型，然后根据网络拓扑分析得到的线路图。

在配电地理信息系统中，杆塔、变压器和开关刀闸等设备设施都是点状分布。它们的共同特点是不考虑实际意义上的占地面积，以一个抽象的点与其他对象发生关系，在图上以一个点(x,y)的形式存在。

线路（包括主干线和分支线）属于线状分布，它们反应的是离散的点与点之间的一种连通关系。它们在图中以两个点（直线）(x ₁ ,y ₁ )和(x ₂ ,y ₂ )或者多个点（折线）(x ₁ ,y ₁ )、(x ₂ , y ₂ )和(x ₁ ,y ₁ )的形式存在。

在传统配电网模型中，一般将分支线路与主干线路的连接节点定义为T形节点，分支线路也可能具有次级分支线路。

由于实际线路中，点、线之间并不只是孤立存在的，它们之间存在着地理和逻辑上的密切关系。故为了便于处理，本实施例中，将每一级线路与上一级线路的连接节点（包括T形节点和次级分支节点）以及各条线路的末端定义为定位节点。

对于配电网络，可以将其看作是有向网络图，其中的网络设备分为：设备、节点和线路。所有刀闸、开关、变压器等设备集合记作V，所有线路之间的连接节点以及线路末端节点集合记为P，各设备和节点之间的连接线集合记为D，通过对线路网络拓扑进行搜索，将单条馈线上主干线和各分支线上的各设备及其相互之间的连接关系用二维数组的形式保存起来，生成单条馈线的布局数组G=(V,D)，V表示各线路上的电力设备，D表示边的集合（即线路集合）。由于手工绘制的环网图难以与GIS单线图的网络拓扑进行同步，因此，考虑基于GIS单线图生成配电网环网图的过程中，需要对GIS单线图的网络拓扑结构进行动态检测。本实施例中，对单条馈线进行动态检测，生成对应的布局数组步骤大致如下：

S101：首先设置数组V[0,1,…,n-1]以及环路判断向量path。设置V[i]的初值为0，一旦节点i被遍历，则将其初值置为1。向量path记录已遍历过且有可能产生环路的点，path[i]的值会不断变化，即遍历到某点后放入path中，若判断完该点所有邻接节点且没有回路时，将该点从path中删除。

S102：然后动态检测单条馈线上的网络拓扑结构：

S103：首先选取馈线的电源节点作为当前节点i，把V[i]置为1，并将i放入向量path中；

S104：依次选取当前点i的各级邻接点j，如果j为另一电源点则说明存在一类环路；如果j已被访问过且j不是当前节点i的父节点，则说明存在二类环路；如果出现环路，则保存环路并退出递归。反之，则将j作为当前节点循环遍历。若遍历至当前节点无邻接节点时，将当前节点从path中移除并退出递归；

S105：若上述判断未发现环路，则取出下一个电源点重复上述步骤；

S106：判断完所有电源点后，判断是否存在孤点，即未遍历到的点，若没有，则拓扑结构遍历完成。

对于单条馈线的布局数组，按设备在拓扑结构中的连接位置的不同将所有设备划分为主干线和分支线2种设备类。

（1）主干线：以定位节点为起点沿线路至另一个定位节点或一条电站的出线端端点为止的一段全部由站外设备串接而成的一段电气通路；或者直接连接两条电站出线的电气通路。

（2）分支线：以定位节点为起点在不经过其他任何定位节点后直接以拓扑末端为终点的一段支路。

根据上述划分可以得到单条馈线的主干线设备布局数组{G_i=(A_i,V_i,D_i,A_i+1)|_i∈m-1}、分支线设备布局设备{Gi=(B_i,V_i,D_i,B_end)|i∈n-1}，m为主干线定位节点数，n为分支线点位节点数。各节点或设备在布局数组中的行、列序号分别表示这个节点在拓扑图中的位置。

以上定义的2种设备类中都含有一个或多个设备，在成图过程中分别将它们当成一个整体处理将大大减少坐标计算对象的数量，提升成图效率。

S200：以设定长度为基本单位建立直角坐标系，形成绘制图纸。

需要说明的是，为了避免设备标注的重叠，可以根据线路设备的标注情况确定坐标系基本长度的数值，目的是使最终图纸上设备间的距离适当，便于进行设备标注，减小相互之间的影响。

S300：基于各条线路的相对位置关系集合将定位节点和电力设备映射到绘制图纸中，并对绘制图纸中所映射的点进行位置优化，其中，位置优化的顺序和对电力设备进行映射的顺序相同。

需要说明的是，对于定位节点和电力设备需要分别进行映射。

首先，从主干线开始，到末级分支线路结束，依次将每条线路上的定位节点映射到绘制图纸上。然后，从末级分支线路开始，到主干线结束，每两个相邻定位节点之间的电力设备映射到绘制图纸上，其中定位节点和电力设备均需映射至图纸坐标中的整数坐标点。

根据线路中定位节点和电力设备的GIS坐标进行映射的过程如下：

S301：用{Q₁(x₁,y₁)，Q2(x₂,y₂)，……，Q_n(x_n,y_n)}表示全部定位节点的GIS坐标；

S302：将全部定位节点和电力设备按下式映射至网格中：

式中，

和

分别表示实际GIS坐标以及映射到网格中的坐标。

、k和b分别表示移动距离、尺度系数和转动角度，通过最小二乘法获取各参数。

获取全部参数后依据上述公式将GIS坐标转换至图纸网格。

S303：基于定位节点转换后的坐标，在图纸上，基于主干线布局数组和分支线布局数组还原馈线拓扑，将设备位置映射至图纸网格中。映射过程需要遵循转换原则，即各设备和定位节点之间的连线必须横平竖直，设备不能重叠与相同坐标，尽可能减少连线之间的跨越。

S304：利用四舍五入方法整数化处理非整数坐标点，利用试探法优化重叠于相同区域内的坐标点。

由于电力设备数量在不同线路上的分布情况不同，为了避免同一区域电力设备过于密集，影响成图效果，因此同时需要进行位置优化。位置优化的目标是使整个图纸中各点的分布均匀，便于查看。

在将定位节点和电力设备视为平面上的点的基础上，可以采用现有多目标优化算法进行位置优化。需要注意的是，优化过程是和电力设备的映射过程相关联的。具体的，即当电力设备从最末级线路依次向主干线方向映射时，每完成一级线路的映射，均需进行位置优化后才进行下一级线路的电力设备映射。直到对主干线电力设备进行位置优化时，其余分支线的电力设备均已优化完成，此时对主干线的位置优化并不会影响各分支线的电力设备位置。

另外，对电力设备进行位置优化时，针对各条线路间的全部电力设备，满足电力设备坐标约束；对定位节点进行位置优化时，针对每条线路上的相邻定位节点，满足定位节点距离约束。

具体地，记单条馈线的相对位置关系总集合为G=(P,V,D)，其中，P表示各条线路上的定位节点集合，V表示各条线路上的电力设备集合，D表示线路集合；对于第m条线路，根据GIS单线图中线路的网络拓扑结构得到其对应的相对位置关系集合g=(p_i-1,v_n,d_m,p_i)，其中，p_i-1和p_i表示线路中相邻的两个定位节点，i为第m条线路上的定位节点数，v_n表示相邻的两个定位节点间的n个电力设备集合，d_m表示当前线路。

基于上述定义，电力设备坐标约束和定位节点距离约束，具体如下：

电力设备坐标约束为对于第m条线路上任意一个电力设备，其经过位置优化后的横纵坐标与任意一个其他电力设备的横纵坐标的大小关系，与位置优化前两个电力设备的实际GIS坐标关系相同。例如，设A（X1，Y1）与B（X2，Y2）为GIS单线图内随机设备，存在约束关系为：存在X1≤X2与Y1≤Y2为初始关系，优化过程中两个设备需要时刻保持X1≤X2与Y1≤Y2。

定位节点距离约束为对于第m条线路上任意两个相邻的定位节点，其经过位置优化后的间距与任意两个其他相邻定位节点间的间距的比值，与位置优化前两对相邻定位节点的间距比值相同。例如，设L1和L2为GIS单线图内两对相邻定位节点，存在约束关系为：存在L1=k*L2为初始关系，优化过程中两个设备需要时刻保持L1=k*L2，其中，k为位置优化前，前述两对相邻定位节点间间距的比值。

S400：将所属区域内全部馈线进行映射且优化，完成后按照环网图成图规则进行成图，从而得到相应的配电网环网图。

需要说明的是，环网图成图时需要遵循线路连接横平竖直、线路尽量不要相交的要求，由于映射过程中，各电力设备均被映射到坐标系中的整数点，这便于后期的成图处理。

本实施例提供一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法，包括基于GIS单线图获取单条馈线上分别对应于主干线以及各级分支线的若干个相对位置关系集合，定位节点包括各级线路的末端节点以及线路之间的连接节点；以设定长度为基本单位建立直角坐标系，形成绘制图纸；基于各条线路的相对位置关系集合将定位节点和电力设备映射到绘制图纸中，并对绘制图纸中所映射的点进行位置优化；将所属区域内全部馈线映射且优化完成后按照环网图成图规则进行成图，从而得到相应的配电网环网图。本发明通过将GIS单线图中各电力设备和定位节点成组处理后映射到图纸中，提升了绘图效率且较好的保证绘图的准确性，同时在电力设备映射好时进行位置优化，进一步提升了成图效率。

以上是对本发明的一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法和系统的实施例进行的详细介绍，以下将对本发明的一种基于GIS单线图的配电网环网图生成系统的实施例进行详细的介绍。

本实施例提供一种基于GIS单线图的配电网环网图生成系统，包括：预处理单元、初步成图单元和成图单元。

在本实施例中，预处理单元用于基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，相对位置关系总集合包括分别对应于主干线以及各级分支线的若干个相对位置关系集合，定位节点包括各级线路的末端节点以及线路之间的连接节点；还用于以设定长度为基本单位建立直角坐标系，形成绘制图纸。

在本实施例中，初步成图单元用于基于各条线路的相对位置关系集合将定位节点和电力设备映射到绘制图纸中，并对绘制图纸中所映射的点进行位置优化，其中，位置优化的顺序和对电力设备进行映射的顺序相同。

在初步成图单元中，基于各条线路的相对位置关系集合将定位节点和电力设备映射到绘制图纸中，并对绘制图纸中所映射的点进行位置优化，具体包括：

从主干线开始，到末级分支线路结束，依次将每条线路上的定位节点映射到绘制图纸上；

从末级分支线路开始，到主干线结束，根据每条线路的相对位置关系集合将线路对应的电力设备映射到绘制图纸上；

在每级线路的电力设备映射完成后，均对定位节点和电力设备的位置进行优化，以使绘制图纸上所映射的点的位置互不影响。

进一步的，在初步成图单元中，在每条线路的电力设备映射完成后，均对定位节点和电力设备的位置进行优化，具体包括：

按照从末级分支线路到主干线的顺序，在每级线路的电力设备映射完成后，对当前完成映射的电力设备和定位节点进行位置优化，其中，对电力设备进行位置优化时，针对各条线路间的全部电力设备，满足电力设备坐标约束；对定位节点进行位置优化时，针对每条线路上的相邻定位节点，满足定位节点距离约束。

进一步的，在初步成图单元中，基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，具体为：

初始化单条馈线的相对位置关系总集合G=(P,V,D)，其中，P表示各条线路上的定位节点集合，V表示各条线路上的电力设备集合，D表示线路集合；

对于第m条线路，根据GIS单线图中线路的网络拓扑结构得到其对应的相对位置关系集合g=(p _i-1 ,v _n ,d _m ,p _i )，其中，p _i-1和p _i 表示线路中相邻的两个定位节点，i为第m条线路上的定位节点数，v _n 表示相邻的两个定位节点间的n个电力设备集合，d _m 表示当前线路。

进一步的，在初步成图单元中，对于第m条线路进行位置优化时，电力设备坐标约束和定位节点距离约束，具体如下：

电力设备坐标约束为对于第m条线路上任意一个电力设备，其经过位置优化后的横纵坐标与任意一个其他电力设备的横纵坐标的大小关系，与位置优化前两个电力设备的实际GIS坐标关系相同；

定位节点距离约束为对于第m条线路上任意两个相邻的定位节点，其经过位置优化后的间距与任意两个其他相邻定位节点间的间距的比值，与位置优化前两对相邻定位节点的间距比值相同。

在本实施例中，成图单元用于将所属区域内全部馈线进行映射且优化，完成后按照环网图成图规则进行成图，从而得到相应的配电网环网图。

需要说明的是，本实施例提供的环网图生成系统用于实现前述实施例提供的环网图生成方法，各单元的详细设置均以完整实现该方法为准，在此不再赘述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于GIS单线图的配电网环网图生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，所述相对位置关系总集合包括分别对应于主干线以及各级分支线的若干个相对位置关系集合，所述定位节点包括各级线路的末端节点以及线路之间的连接节点；

以设定长度为基本单位建立直角坐标系，形成绘制图纸；

基于各条线路的所述相对位置关系集合将所述定位节点和电力设备映射到所述绘制图纸中，并对所述绘制图纸中所映射的点进行位置优化，其中，位置优化的顺序和对所述电力设备进行映射的顺序相同；

将所属区域内全部馈线进行映射且优化，完成后按照环网图成图规则进行成图，从而得到相应的配电网环网图。

2.根据权利要求1所述的基于GIS单线图的配电网环网图生成方法，其特征在于，基于各条线路的所述相对位置关系集合将所述定位节点和电力设备映射到所述绘制图纸中，并对所述绘制图纸中所映射的点进行位置优化，具体包括：

从主干线开始，到末级分支线路结束，依次将每条线路上的所述定位节点映射到所述绘制图纸上；

从所述末级分支线路开始，到所述主干线结束，根据每条线路的所述相对位置关系集合将线路对应的电力设备映射到所述绘制图纸上；

在每级线路的电力设备映射完成后，均对所述定位节点和电力设备的位置进行优化，以使所述绘制图纸上所映射的点的位置互不影响。

3.根据权利要求2所述的基于GIS单线图的配电网环网图生成方法，其特征在于，在每条线路的电力设备映射完成后，均对所述定位节点和电力设备的位置进行优化，具体包括：

按照从末级分支线路到主干线的顺序，在每级线路的电力设备映射完成后，对当前完成映射的电力设备和定位节点进行位置优化，其中，对所述电力设备进行位置优化时，针对各条线路间的全部电力设备，满足电力设备坐标约束；对所述定位节点进行位置优化时，针对每条线路上的相邻定位节点，满足定位节点距离约束。

4.根据权利要求3所述的基于GIS单线图的配电网环网图生成方法，其特征在于，基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，具体为：

初始化单条馈线的所述相对位置关系总集合G=(P,V,D)，其中，P表示各条线路上的定位节点集合，V表示各条线路上的电力设备集合，D表示线路集合；

对于第m条线路，根据GIS单线图中线路的网络拓扑结构得到其对应的相对位置关系集合g=(p _i-1 ,v _n ,d _m ,p _i )，其中，p _i-1和p _i 表示线路中相邻的两个定位节点，i为所述第m条线路上的定位节点数，v _n 表示所述相邻的两个定位节点间的n个电力设备集合，d _m 表示当前线路。

5.根据权利要求4所述的基于GIS单线图的配电网环网图生成方法，其特征在于，对于所述第m条线路进行位置优化时，所述电力设备坐标约束和所述定位节点距离约束，具体如下：

所述电力设备坐标约束为对于所述第m条线路上任意一个电力设备，其经过位置优化后的横纵坐标与任意一个其他电力设备的横纵坐标的大小关系，与位置优化前两个电力设备的实际GIS坐标关系相同；

所述定位节点距离约束为对于所述第m条线路上任意两个相邻的定位节点，其经过位置优化后的间距与任意两个其他相邻定位节点间的间距的比值，与位置优化前两对相邻定位节点的间距比值相同。

6.一种基于GIS单线图的配电网环网图生成系统，其特征在于，包括：

预处理单元，用于基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，所述相对位置关系总集合包括分别对应于主干线以及各级分支线的若干个相对位置关系集合，所述定位节点包括各级线路的末端节点以及线路之间的连接节点；还用于以设定长度为基本单位建立直角坐标系，形成绘制图纸；

初步成图单元，用于基于各条线路的所述相对位置关系集合将所述定位节点和电力设备映射到所述绘制图纸中，并对所述绘制图纸中所映射的点进行位置优化，其中，位置优化的顺序和对所述电力设备进行映射的顺序相同；

成图单元，用于将所属区域内全部馈线进行映射且优化，完成后按照环网图成图规则进行成图，从而得到相应的配电网环网图。

7.根据权利要求6所述的基于GIS单线图的配电网环网图生成系统，其特征在于，在所述初步成图单元中，基于各条线路的所述相对位置关系集合将所述定位节点和电力设备映射到所述绘制图纸中，并对所述绘制图纸中所映射的点进行位置优化，具体包括：

从主干线开始，到末级分支线路结束，依次将每条线路上的所述定位节点映射到所述绘制图纸上；

从所述末级分支线路开始，到所述主干线结束，根据每条线路的所述相对位置关系集合将线路对应的电力设备映射到所述绘制图纸上；

在每级线路的电力设备映射完成后，均对所述定位节点和电力设备的位置进行优化，以使所述绘制图纸上所映射的点的位置互不影响。

8.根据权利要求7所述的基于GIS单线图的配电网环网图生成系统，其特征在于，在所述初步成图单元中，在每条线路的电力设备映射完成后，均对所述定位节点和电力设备的位置进行优化，具体包括：

按照从末级分支线路到主干线的顺序，在每级线路的电力设备映射完成后，对当前完成映射的电力设备和定位节点进行位置优化，其中，对所述电力设备进行位置优化时，针对各条线路间的全部电力设备，满足电力设备坐标约束；对所述定位节点进行位置优化时，针对每条线路上的相邻定位节点，满足定位节点距离约束。

9.根据权利要求8所述的基于GIS单线图的配电网环网图生成系统，其特征在于，在所述初步成图单元中，基于GIS单线图获取单条馈线上定位节点与电力设备之间的相对位置关系总集合，具体为：

初始化单条馈线的所述相对位置关系总集合G=(P,V,D)，其中，P表示各条线路上的定位节点集合，V表示各条线路上的电力设备集合，D表示线路集合；

对于第m条线路，根据GIS单线图中线路的网络拓扑结构得到其对应的相对位置关系集合g=(p _i-1 ,v _n ,d _m ,p _i )，其中，p _i-1和p _i 表示线路中相邻的两个定位节点，i为所述第m条线路上的定位节点数，v _n 表示所述相邻的两个定位节点间的n个电力设备集合，d _m 表示当前线路。

10.根据权利要求9所述的基于GIS单线图的配电网环网图生成系统，其特征在于，在所述初步成图单元中，对于所述第m条线路进行位置优化时，所述电力设备坐标约束和所述定位节点距离约束，具体如下：

所述电力设备坐标约束为对于所述第m条线路上任意一个电力设备，其经过位置优化后的横纵坐标与任意一个其他电力设备的横纵坐标的大小关系，与位置优化前两个电力设备的实际GIS坐标关系相同；

所述定位节点距离约束为对于所述第m条线路上任意两个相邻的定位节点，其经过位置优化后的间距与任意两个其他相邻定位节点间的间距的比值，与位置优化前两对相邻定位节点的间距比值相同。

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