1.一種配電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動繪制映射方法,其特征在于,所述方法包括下述步驟:
步驟1:初始化網(wǎng)架連接信息,識別網(wǎng)絡中設備字典表,確定配電網(wǎng)設備類型和配電網(wǎng)線路連接點數(shù)目;
步驟2:對每個配電網(wǎng)的配電網(wǎng)設備和線路梳理,形成節(jié)點-支路關(guān)聯(lián)矩陣EV;
步驟3:對每一個節(jié)點-支路關(guān)聯(lián)矩陣EV,根據(jù)節(jié)點間連接關(guān)系隨機確定設備節(jié)點位置數(shù)組的坐標值;
步驟4:對每一個節(jié)點-支路關(guān)聯(lián)矩陣EV中所有節(jié)點連接計算節(jié)點間斥力和引力;
步驟5:判斷配電網(wǎng)網(wǎng)絡總能量是否超過閾值,若超過閾值,則進行步驟6,否則跳轉(zhuǎn)到步驟3;判斷迭代次數(shù)是否超過閾值,若超過閾值,則進行步驟7,否則跳轉(zhuǎn)到步驟3;
步驟6:根據(jù)節(jié)點-支路關(guān)聯(lián)矩陣中記錄的連接關(guān)系,對節(jié)點間線路進行正交化,重新確定設備節(jié)點位置數(shù)組的坐標值;對交叉線路進行調(diào)整,確定跨線位置,并重新確定設備節(jié)點位置數(shù)組的坐標值;
步驟7:存儲更新后的坐標值,并判斷是否還有其他網(wǎng)絡,若有,則跳轉(zhuǎn)到步驟2,否則結(jié)束本次迭代。
2.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動繪制映射方法,其特征在于,所述步驟2中,對每個網(wǎng)絡中的配電網(wǎng)設備和配電網(wǎng)線路,用集合G=<V,E>來表示圖形,V表示配電網(wǎng)設備節(jié)點,E表示配電網(wǎng)線路,形成節(jié)點-支路關(guān)聯(lián)矩陣EV,用于表示節(jié)點間連接關(guān)系。
3.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動繪制映射方法,其特征在于,所述步驟3中,按照下式將設備節(jié)點位置數(shù)組的坐標賦隨機值:
其中:,同時建立設備節(jié)點位置數(shù)組{X,Y};topo(Vi)為配電網(wǎng)設備節(jié)點V深度遍歷到的次序,s、c為隨機值,通過這種處理方式初始化設備節(jié)點位置;根據(jù)式(1)形成更新設備位置數(shù)組{X,Y};Xi、Yi、Vi、i分別表示第i次迭代設備節(jié)點位置數(shù)組的橫坐標和縱坐標、設備的第i個節(jié)點和第i次迭代。
4.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動繪制映射方法,其特征在于,所述步驟4包括下述步驟:
(1)隨機分布初始節(jié)點位置,設定迭代次數(shù)和閾值;
(2)計算每次迭代局部區(qū)域內(nèi)兩兩節(jié)點間的斥力所產(chǎn)生的單位位移,斥力設定為正值;
(3)開始計算網(wǎng)絡中每條邊的引力對兩端節(jié)點所產(chǎn)生的單位位移,引力設定為負值。
5.如權(quán)利要求4所述的配電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動繪制映射方法,其特征在于,根據(jù)節(jié)點間連接關(guān)系,計算節(jié)點-支路關(guān)聯(lián)矩陣EV中所有節(jié)點間斥力和引力,對于設備節(jié)點Vi受到其他節(jié)點斥力大小為fc,連接兩節(jié)點邊Ei產(chǎn)生的引力大小為fy:
fy(Ek)=-ln[ky(|xj-xi|+|yj-yi|)],Vj=znd(Ek),Vi=nd(Ek) (3)
其中:k為彈性參數(shù),Ek表示第k條配電網(wǎng)線路;li為偏移變量,Conn(Vi)為所有與點Vi相連接的變量,znd表示邊Ei連接的始節(jié)點,nd表示與邊Ei連接的末節(jié)點,kc為斥力系數(shù),ky為引力系數(shù);Vj表示設備節(jié)點,xi、yi為Vi的坐標,xj、yj為Vj的坐標,i、j分別為集合Conn(Vi)中的任意兩個數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動繪制映射方法,其特征在于,所述步驟5中,依據(jù)節(jié)點間斥力和引力得到設備節(jié)點Vi的移動距離更新為:
式中:m為移動系數(shù),m與給定正交圖繪制范圍成線性相關(guān),Xi、Yi分別為第i次迭代設備節(jié)點位置數(shù)組的橫坐標和縱坐標;同時計算整個配電網(wǎng)的能量,判斷是否超過閾值,若超過迭代次數(shù)或閾值越線則停止迭代移動,整個配電網(wǎng)的能量用下式表示:
其中:G表示集合,fc為配電網(wǎng)設備節(jié)點Vi受到其他節(jié)點斥力大小為,fy為連接兩配電網(wǎng)設備節(jié)點Vi的配電網(wǎng)線路Ei產(chǎn)生的引力大小。
7.如權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動繪制映射方法,其特征在于,所述步驟6包括下述步驟:
1)調(diào)整節(jié)點間的距離、節(jié)點在系統(tǒng)所在區(qū)域的平均單位區(qū)域;
2)根據(jù)每個節(jié)點的唯一距離,調(diào)整所有節(jié)點;累加計算整個配電網(wǎng)的能量值,與輸入的閾值或迭代次數(shù)進行比對,如果大于閾值或迭代次數(shù)跳轉(zhuǎn)到步驟3),小于閾值或迭代次數(shù)則跳轉(zhuǎn)到步驟4;
3)結(jié)束網(wǎng)絡拓撲,存儲各節(jié)點及線路的橫坐標和縱坐標位置。
8.如權(quán)利要求7所述的配電網(wǎng)網(wǎng)架圖自動繪制映射方法,其特征在于,迭代移動結(jié)束后,網(wǎng)絡處于穩(wěn)定狀態(tài),循環(huán)讀取{X,Y}數(shù)組,開始對節(jié)點間的線路進行正交化處理,包括下述步驟:
(1)對集合G=<V,E>開始廣度遍歷,通過調(diào)整角度保證主枝干呈水平,從主枝干開始與主枝干相連的邊垂直于主枝干,對E添加折點,更新設備節(jié)點數(shù)組坐標{X,Y};V表示配電網(wǎng)設備節(jié)點,E表示配電網(wǎng)線路;
(2)確定與主枝干相連的邊為主枝干,廣度遍歷該主枝干的所有子節(jié)點集合G'=<V',E'>,保證與主枝干相連的邊垂直于主枝干并對E'添加折點,更新配電網(wǎng)設備節(jié)點V'數(shù)組坐標,并迭代循環(huán)此過程,直至所有邊都被調(diào)整完成;
其中:V'為子節(jié)點所連接樹的子節(jié)點,E'是子節(jié)點所連接樹的子邊;
(3)依次調(diào)整跨線位置,保證相交線li與lj垂直,更新設備節(jié)點數(shù)組坐標{X,Y};
(4)完成所有線路調(diào)整,并得到配電網(wǎng)設備節(jié)點數(shù)組坐標{X,Y}和E的所有折點坐標,按照需要的格式存儲到數(shù)據(jù)庫中,完成配電網(wǎng)網(wǎng)架正交圖的自動映射。