一種基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，包括以下步驟：將電網(wǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到自動(dòng)布局系統(tǒng)；形成初始的電網(wǎng)網(wǎng)架圖；自動(dòng)調(diào)整并優(yōu)化廠站位置；對自動(dòng)調(diào)整并優(yōu)化后的廠站位置進(jìn)行修正。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)基于地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖的自動(dòng)布局，圖形更具直觀性；支持新加或刪除廠站時(shí)的圖形及時(shí)更新，降低了人為編輯圖形疏漏和錯(cuò)誤，大大的提高了圖模維護(hù)的效率。
【專利說明】一種基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中，廠站、廠站間的線路及其潮流分布的監(jiān)控是調(diào)度自動(dòng)化的職責(zé)。在當(dāng)前的監(jiān)控系統(tǒng)中，繪制電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖及電網(wǎng)潮流圖，都是由維護(hù)員或者工程師根據(jù)所監(jiān)控的電網(wǎng)實(shí)際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用調(diào)度系統(tǒng)繪圖工具，手動(dòng)繪制出來的，
[0003]為了保證調(diào)度中心的能量管理系統(tǒng)運(yùn)行和控制結(jié)果的合理性，需要通過上、下級調(diào)度中心交互實(shí)時(shí)模型實(shí)現(xiàn)全局的潮流模型；能量管理系統(tǒng)的電網(wǎng)模型不僅包括本地維護(hù)的電網(wǎng)模型，而且包括上下級調(diào)度中心維護(hù)的電網(wǎng)模型。由于存在更新不及時(shí)、耗時(shí)長、容易出錯(cuò)、后期維護(hù)不便、不美觀的缺點(diǎn)，人工維護(hù)電網(wǎng)潮流圖的方法已不再適用，需要根據(jù)全局的電網(wǎng)模型自動(dòng)生成全局的潮流圖，利用少數(shù)關(guān)鍵廠站(發(fā)電廠站、500kV廠站、省會(huì)位置的廠站等)的地理信息，電網(wǎng)網(wǎng)架圖由軟件自動(dòng)繪制，工作量小，畫面美觀，維護(hù)方便。
[0004]以往在省級以上調(diào)度通訊中心所使用的電網(wǎng)網(wǎng)架圖都是利用電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化軟件平臺(tái)的繪圖工具由維護(hù)人員手工繪制的，數(shù)據(jù)信息需要手工放置，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大的情況下，繪制電網(wǎng)網(wǎng)架圖往往需要幾天的工時(shí)，增加新的廠站和線路可能需要調(diào)整原有電網(wǎng)網(wǎng)架圖的布局和布線，為了增加新的數(shù)據(jù)信息也可能需要調(diào)整整體畫面結(jié)構(gòu)，都依靠手工完成往往無法達(dá)到高效，準(zhǔn)確，可靠度高的效果。以全國電網(wǎng)網(wǎng)架圖為例，由于其需要顯示各省電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，所以規(guī)模非常龐大，且新廠站投運(yùn)的幾率比某一個(gè)省的幾率更高，電網(wǎng)網(wǎng)架圖需要不斷地修改，每次修改都需要重新布局布線，僅僅做一處修改可能就得耗時(shí)數(shù)天。總而言之，原有的技術(shù)手段無法適應(yīng)快速發(fā)展的電網(wǎng)規(guī)模的需求，也無法滿足對調(diào)度人員對更快更全面的電網(wǎng)信息的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，能夠?qū)崿F(xiàn)基于地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖的自動(dòng)布局，圖形更具直觀性；支持新加或刪除廠站時(shí)的圖形及時(shí)更新，降低了人為編輯圖形疏漏和錯(cuò)誤，大大的提高了圖模維護(hù)的效率。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1:將電網(wǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到自動(dòng)布局系統(tǒng)；
[0009]步驟2:形成初始的電網(wǎng)網(wǎng)架圖；
[0010]步驟3:自動(dòng)調(diào)整并優(yōu)化廠站位置；
[0011]步驟4:對自動(dòng)調(diào)整并優(yōu)化后的廠站位置進(jìn)行修正。
[0012]所述步驟I中，從CIM格式文件中將電網(wǎng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到自動(dòng)布局系統(tǒng)中；所述CIM格式文件包含電網(wǎng)網(wǎng)架的廠站信息、線路信息以及廠站與線路的連接關(guān)系，所述電網(wǎng)網(wǎng)架由不同電壓等級的廠站和線路組成。
[0013]所述步驟2中，由廠站地理信息形成初始的電網(wǎng)網(wǎng)架圖，具體包括以下步驟:
[0014]步驟2-1:將廠站地理信息轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)網(wǎng)架圖上的XY坐標(biāo)；選取0°經(jīng)度和0°緯度的位置或某一廠站的經(jīng)緯度作為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)定比例尺，在XY坐標(biāo)系上映射出所有廠站的相對地理位置；對于沒有地理位置的廠站，根據(jù)其與坐標(biāo)原點(diǎn)的相對位置設(shè)置初始坐標(biāo)；
[0015]步驟2-2:對于新生成電網(wǎng)網(wǎng)架圖，所有廠站點(diǎn)都設(shè)置為未固定點(diǎn)；對于電網(wǎng)網(wǎng)架圖的增加或刪除，將要增加或者刪除的廠站設(shè)為未固定點(diǎn)，其他廠站和拓?fù)溥B接在電網(wǎng)網(wǎng)架圖更新過程中保持不變。
[0016]所述步驟3包括以下步驟:
[0017]步驟3-1:計(jì)算廠站之間的相互斥力；
[0018]步驟3-2:計(jì)算廠站之間的相互引力；
[0019]步驟3-3:根據(jù)計(jì)算得到的各個(gè)廠站之間的相互斥力和相互引力，計(jì)算每個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)所受到的合力，再通過矢量分解法，將計(jì)算得到的合力分解為XY方向的分量。
[0020]所述步驟3-1中，廠站之間的相互斥力用f表示，廠站節(jié)點(diǎn)間的距離如果小于門檻距離dm時(shí)，保證兩個(gè)廠站之間在不重疊情況下的最小距離的斥力情況下，將斥力設(shè)定為固定值f，否則斥力與廠站節(jié)點(diǎn)之間的距離衣^7)的平方成反比，廠站之間的相互
斥力Z表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:將電網(wǎng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到自動(dòng)布局系統(tǒng)； 步驟2:形成初始的電網(wǎng)網(wǎng)架圖； 步驟3:自動(dòng)調(diào)整并優(yōu)化廠站位置； 步驟4:對自動(dòng)調(diào)整并優(yōu)化后的廠站位置進(jìn)行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，其特征在于:所述步驟I中，從CIM格式文件中將電網(wǎng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到自動(dòng)布局系統(tǒng)中；所述CIM格式文件包含電網(wǎng)網(wǎng)架的廠站信息、線路信息以及廠站與線路的連接關(guān)系，所述電網(wǎng)網(wǎng)架由不同電壓等級的廠站和線路組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，其特征在于:所述步驟2中，由廠站地理信息形成初始的電網(wǎng)網(wǎng)架圖，具體包括以下步驟: 步驟2-1:將廠站地理信息轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)網(wǎng)架圖上的XY坐標(biāo)；選取0°經(jīng)度和0°緯度的位置或某一廠站的經(jīng)緯度作為坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)定比例尺，在XY坐標(biāo)系上映射出所有廠站的相對地理位置；對于沒有地理位置的廠站，根據(jù)其與坐標(biāo)原點(diǎn)的相對位置設(shè)置初始坐標(biāo)； 步驟2-2:對于新生成電網(wǎng)網(wǎng)架圖，所有廠站點(diǎn)都設(shè)置為未固定點(diǎn)；對于電網(wǎng)網(wǎng)架圖的增加或刪除，將要增加或者刪除的廠站設(shè)為未固定點(diǎn)，其他廠站和拓?fù)溥B接在電網(wǎng)網(wǎng)架圖更新過程中保持不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，其特征在于:所述步驟3包括以下步驟: 步驟3-1:計(jì)算廠站之間的相互斥力； 步驟3-2:計(jì)算廠站之間的相互引力； 步驟3-3:根據(jù)計(jì)算得到的各個(gè)廠站之間的相互斥力和相互引力，計(jì)算每個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)所受到的合力，再通過矢量分解法，將計(jì)算得到的合力分解為XY方向的分量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，其特征在于:所述步驟3-1中，廠站之間的相互斥力用r表示，廠站節(jié)點(diǎn)間的距離
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，其特征在于:所述步驟3-2中，廠站之間的相互引力用^表示，根據(jù)胡克定律，若兩個(gè)廠站之間沒有線路連接時(shí)，廠站之間的相互引力為O ;對于有線路連接的廠站，當(dāng)廠站節(jié)點(diǎn)間的距離小于線路的自然長度Im時(shí)，引力為零；當(dāng)廠站節(jié)點(diǎn)之間的距離大于線路的自然長度Im時(shí)，廠站之間的相互引力正比于廠站節(jié)點(diǎn)間的距離衣^^和自然長度Im的差值；具體表示為:
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，其特征在于:所述步驟3-3中，根據(jù)計(jì)算得到的各個(gè)廠站之間的相互斥力;^和相互引力每個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)所受到的合力用T表示，再通過矢量分解法，將計(jì)算得到的合力Ψ分解為XY方向上的分量，每個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)所受到的合力F與X方向的夾角用Θ表示，具體有:
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于廠站地理信息的電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動(dòng)布局方法，其特征在于:所述步驟4中，根據(jù)廠站節(jié)點(diǎn)的地理位置和電網(wǎng)網(wǎng)架圖的清晰度對自動(dòng)調(diào)整并優(yōu)化后的廠站位置進(jìn)行修正。
【文檔編號】G06F17/50GK103488837SQ201310446763
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】王磊, 王淼, 李理, 黃文英, 謝巧云, 林靜懷, 宋旭日, 江凡, 鄒昱, 劉升 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)福建省電力有限公司