基于邏輯布局的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于邏輯布局的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法，包括（1）對(duì)配電網(wǎng)模型進(jìn)行分析預(yù)處理，將其進(jìn)行分割和剝離，形成局部模型；（2）對(duì)擬采用的自動(dòng)成圖算法結(jié)合配電網(wǎng)模型進(jìn)行分析比對(duì)，找出局部模型或整體的配電網(wǎng)模型的針對(duì)性優(yōu)化的依據(jù)；（3）在對(duì)擬采用的自動(dòng)成圖算法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合力導(dǎo)向布局算法、混合布局算法、動(dòng)態(tài)交互布局算法、改進(jìn)的網(wǎng)格布線算法實(shí)現(xiàn)對(duì)局部模型或整體的配電網(wǎng)模型的自動(dòng)布局而生成配網(wǎng)圖；（4）對(duì)自動(dòng)布局進(jìn)行分析，使其達(dá)到預(yù)期的實(shí)用化效果。本發(fā)明針對(duì)配電網(wǎng)本身的問題，在對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上結(jié)合多種成圖算法來實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)成圖，可以保證自動(dòng)生成的配網(wǎng)圖布局美觀、清晰、合理。
【專利說明】基于邏輯布局的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)自動(dòng)成圖的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢暬慕嵌葋砜?，自?dòng)繪圖算法大致可分為兩大類，即物理布局和 邏輯布局。物理布局中最具代表性的就是地理位置映射方法。它只是簡單地將節(jié)點(diǎn)的地理 位置信息解析為與之對(duì)應(yīng)的布局坐標(biāo)。地理位置映射對(duì)于與地理位置信息相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?可視化來說有著重要意義，但同時(shí)也使這種方法局限于需要大量的原始地理信息數(shù)據(jù)，而 其生成的電網(wǎng)圖形卻無法滿足走向明確、拓?fù)淝逦臉I(yè)務(wù)需要。
[0003]邏輯布局有著地理信息映射所不具備的優(yōu)勢，它可以按需為節(jié)點(diǎn)分配布局空間， 而無須考慮它們在實(shí)際地理位置上的冗余和交錯(cuò)。更重要的是，這種方法可以讓研究者們 在實(shí)現(xiàn)布局的過程中，充分利用與問題域無關(guān)的圖算法，也可以讓他們集中關(guān)注圖自身的 內(nèi)在特性。邏輯布局是繪圖研究的核心內(nèi)容，在這一分支中產(chǎn)生了非常豐富的算法。樹型 布局算法，射線布局算法，層次布局算法，直交布局算法，力導(dǎo)向布局算法，混合布局算法， 動(dòng)態(tài)交互布局等，此外，還有很多研究借鑒組合優(yōu)化問題的求解方法來解決圖布局問題，這 類方法有遺傳算法、模擬退火算法等。
[0004]國外也有很多研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)做了很多工作，如CAIDA，Bell實(shí)驗(yàn)室，墨爾本大 學(xué)，羅馬大學(xué)，但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)普遍存在以下問題:
a)多數(shù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢暬械膱D布局算法并沒有充分考慮并利用電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞?內(nèi)在特性，而只是針對(duì)一些通用的布局算法，在效率和布局效果上進(jìn)行改進(jìn)；
b)在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢暬芯恐校€缺乏動(dòng)態(tài)交互布局的成果。
[0005]因此，在對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)布局成圖時(shí)，單一的布局成圖方法并不能滿足配電網(wǎng) 的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種針對(duì)配電網(wǎng)而提出的并保證成圖布局美觀、清晰、合理 的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種基于邏輯布局的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法，用于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)圖形的自動(dòng) 成圖，該方法包括
(1)對(duì)配電網(wǎng)模型進(jìn)行分析預(yù)處理，將其進(jìn)行分割和剝離，形成局部模型；
(2)對(duì)擬采用的自動(dòng)成圖算法結(jié)合所述的配電網(wǎng)模型進(jìn)行分析比對(duì)，找出所述的局部 模型或整體的配電網(wǎng)模型的針對(duì)性優(yōu)化的依據(jù)；
(3)在對(duì)擬采用的自動(dòng)成圖算法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合力導(dǎo)向布局算法、混合布局算 法、動(dòng)態(tài)交互布局算法、改進(jìn)的網(wǎng)格布線算法實(shí)現(xiàn)對(duì)所述的局部模型或整體的配電網(wǎng)模型 的自動(dòng)布局而生成配網(wǎng)圖；(4)對(duì)所述的自動(dòng)布局進(jìn)行分析，使所述的自動(dòng)布局達(dá)到預(yù)期的實(shí)用化效果。[0008]優(yōu)選的，所述的擬采用的自動(dòng)成圖算法包括但不限于樹型布局算法、射線布局算 法、層次布局算法、直交布局算法、力導(dǎo)向布局算法、混合布局算法、動(dòng)態(tài)交互布局、遺傳算 法、模擬退火算法。[0009]優(yōu)選的,該方法還包括:結(jié)合現(xiàn)有的CIM模型找出與自動(dòng)布局相結(jié)合的最佳的CIM 描述模型。[0010]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的配電網(wǎng) 自動(dòng)成圖方法針對(duì)配電網(wǎng)本身的問題，在對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上結(jié)合多種成圖算法來 實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)成圖，可以保證自動(dòng)生成的配網(wǎng)圖布局美觀、清晰、合理，使得配網(wǎng)圖能夠 有效提高配網(wǎng)日常工作和配網(wǎng)數(shù)據(jù)維護(hù)的效率。【專利附圖】

【附圖說明】[0011]附圖1為本發(fā)明的基于邏輯布局的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法的自動(dòng)布局的流程圖。[0012]附圖2為采用本發(fā)明的基于邏輯布局的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法所成的配網(wǎng)圖的示 意圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0013]下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。[0014]實(shí)施例一:配電網(wǎng)本身線路、設(shè)備數(shù)量龐大，切改頻繁，使得繪制工作量大，維護(hù)和 使用復(fù)雜，且實(shí)時(shí)性不高，存在維護(hù)不及時(shí)，正確性與可靠性嚴(yán)重偏低等問題。針對(duì)上述問 題，提供一種基于邏輯布局的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法，用于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)圖形的 自動(dòng)成圖。[0015]該方法包括(I)對(duì)配電網(wǎng)模型進(jìn)行分析預(yù)處理，將其進(jìn)行分割和剝離，形成局部模型。[0016](2)對(duì)擬采用的自動(dòng)成圖算法結(jié)合配電網(wǎng)模型進(jìn)行分析比對(duì)，找出局部模型或整 體的配電網(wǎng)模型的針對(duì)性優(yōu)化的依據(jù)。[0017](3)結(jié)合現(xiàn)有的CIM模型找出與自動(dòng)布局相結(jié)合的最佳的CIM描述模型。[0018]CHOM不同版本都對(duì)拓?fù)溥M(jìn)行了不同的描述，最新的CM版本已經(jīng)有了相關(guān)布局 后圖形的描述，結(jié)合現(xiàn)有的CIM模型,找出和自動(dòng)布局相結(jié)合的最佳CIM描述模型。[0019](4)在對(duì)擬采用的自動(dòng)成圖算法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合力導(dǎo)向布局算法、混合布 局算法、動(dòng)態(tài)交互布局算法、改進(jìn)的網(wǎng)格布線算法實(shí)現(xiàn)對(duì)局部模型或整體的配電網(wǎng)模型的 自動(dòng)布局而生成配網(wǎng)圖。[0020]擬采用的自動(dòng)成圖算法包括但不限于樹型布局算法、射線布局算法、層次布局算 法、直交布局算法、力導(dǎo)向布局算法、混合布局算法、動(dòng)態(tài)交互布局、遺傳算法、模擬退火算 法。[0021]力導(dǎo)向算法:通過對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算，算出引力和排斥力綜合的合力，再由此合力 來移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置。執(zhí)行一次后根據(jù)節(jié)點(diǎn)新位置算出新的能量值，能量值越小，表示整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)越趨于穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)圖的配置顯示就會(huì)越清晰，當(dāng)能量值到達(dá)最小值的時(shí)候，網(wǎng)狀圖的配置 狀態(tài)為最佳呈現(xiàn)效果。[0022]混合布局算法:混合布局算法是將布局過程拆解為不同的步驟或?qū)⒉季謪^(qū)域分 塊，然后在不同步驟，不同布局區(qū)域采用不用的布局算法，以求在整體上和局部上都盡可能 的滿足布局需求的條件。
[0023]動(dòng)態(tài)交互布局算法:在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中圖的大小、形態(tài)會(huì)隨時(shí)間動(dòng)態(tài)地發(fā)生變化，需要 布局方法能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)圖的變化，且最大限地保持布局穩(wěn)定；另一方面，單次的自動(dòng)布局 不能滿足人們的要求，通過在布局過程中引入遞歸修正方法使得布局效果更接近人們的要 求。動(dòng)態(tài)交互布局的關(guān)鍵就是有效利用前一次布局的結(jié)果，降低單次布局的規(guī)模以提高效 率，并保持圖動(dòng)態(tài)變化過程中的印象圖。
[0024]生成配網(wǎng)圖的流程如附圖1所示。而生成的配網(wǎng)圖的效果示例如附圖2。
[0025](4)對(duì)自動(dòng)布局進(jìn)行分析，使自動(dòng)布局達(dá)到預(yù)期的實(shí)用化效果。
[0026]單一的布局算法在應(yīng)用到復(fù)雜的配電網(wǎng)絡(luò)中時(shí)存在很多缺陷，不能夠滿足顯示配 電網(wǎng)要求，如力導(dǎo)向算法總是有節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)不同位置上來回振動(dòng)，造成算法結(jié)果不收斂，無 法生成有效圖形，同時(shí)網(wǎng)狀圖的節(jié)點(diǎn)數(shù)太多時(shí)，很難隨即選取良好的初始節(jié)點(diǎn)，生成帶有很 多交叉、重疊的圖形，無法求得滿意的結(jié)果。本方法將多種布局算法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，有效 避免某一單一算法的缺陷，通過對(duì)配電網(wǎng)模型的預(yù)讀取和預(yù)分析，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行有效的分割 和主干、支路剝離，智能優(yōu)先選取整體或局部的布局算法，并采用布局節(jié)點(diǎn)效果權(quán)值比重計(jì) 算，分析初始布局效果。對(duì)效果值未達(dá)到布局指標(biāo)的圖形進(jìn)行二次或多次遞歸分割和布局， 最終實(shí)現(xiàn)達(dá)到實(shí)用化效果的配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)成圖。
[0027]現(xiàn)場工程應(yīng)用:結(jié)合現(xiàn)場的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)出相應(yīng)的CIM模型，對(duì)其進(jìn)行布線和布 局，基于構(gòu)建的軟件系統(tǒng)可以增加適配器，以達(dá)到和其他系統(tǒng)的嵌入和集成，并可以以多種 方式為其他系統(tǒng)提供布局服務(wù)。
[0028]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明 精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于邏輯布局的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法，用于實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)圖形的自 動(dòng)成圖，其特征在于:該方法包括(1)對(duì)配電網(wǎng)模型進(jìn)行分析預(yù)處理，將其進(jìn)行分割和剝離，形成局部模型；(2)對(duì)擬采用的自動(dòng)成圖算法結(jié)合所述的配電網(wǎng)模型進(jìn)行分析比對(duì)，找出所述的局部 模型或整體的配電網(wǎng)模型的針對(duì)性優(yōu)化的依據(jù)；(3)在對(duì)擬采用的自動(dòng)成圖算法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合力導(dǎo)向布局算法、混合布局算 法、動(dòng)態(tài)交互布局算法、改進(jìn)的網(wǎng)格布線算法實(shí)現(xiàn)對(duì)所述的局部模型或整體的配電網(wǎng)模型 的自動(dòng)布局而生成配網(wǎng)圖；(4)對(duì)所述的自動(dòng)布局進(jìn)行分析，使所述的自動(dòng)布局達(dá)到預(yù)期的實(shí)用化效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于邏輯布局的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法，其特征在于:所述的 擬采用的自動(dòng)成圖算法包括但不限于樹型布局算法、射線布局算法、層次布局算法、直交布 局算法、力導(dǎo)向布局算法、混合布局算法、動(dòng)態(tài)交互布局、遺傳算法、模擬退火算法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于邏輯布局的配電網(wǎng)自動(dòng)成圖方法，其特征在于:該方法 還包括:結(jié)合現(xiàn)有的CIM模型找出與自動(dòng)布局相結(jié)合的最佳的CIM描述模型。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103500237SQ201310276617
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】趙家慶, 沈浩東, 孫國城, 杜紅衛(wèi), 韓韜, 周養(yǎng)浩, 邵嗣楊, 夏崇鐠, 周宇植, 楊洪, 丁宏恩, 李匯群, 徐春雷 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司蘇州供電公司, 國電南瑞科技股份有限公司