[发明专利]配电网站外单线图分层式自动排布优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网站外单线图分层式自动排布优化方法。

背景技术

智能电网的建设随着调度与分析自动化系统的应用程度飞速提高。在地调层面，随着地县级别电网中的节点与线路的不断增加与改造，电网拓扑结构日趋复杂，现有配电网的可视化方法已经不能满足日益复杂的电网结构，因此非常有必要从500Kv和220Kv节点/线路至配电网级别110Kv和35Kv节点/线路进行统一的智能化展示。

因此，怎样快速将这些信息在一个可视化的图上展现，使计划和运行管理人员能够对全网设备运行及检修状态有一个全局的概念，是当前要完成的课题之一。

迄今为止，配电网站外单线图的绘制都是由调度人员手工完成。手工绘制输电网厂站布局有以下优势：

1、单线图元件结构布局符合调度人员的使用习惯

2、布局可兼顾地理位置

但是，由于输电网节点数不断增大，手工绘制已经成为一项无法完成的工作。于是，就非常有必要设计一种自动布局方法，能够以较快的速度，完成原来需要调度人员完成的工作。

现有配电网SCADA(数据采集与监视控制系统)能够将所有电气元件的信息都进行分类与存储，并且提供了单线图的绘制功能，但是都是采用CAD图元的绘制方式，而不是采用自动成图的方式，因此对于调度人员来说绘图就是一个很大工作量的工作。

随着GIS(地理信息系统)技术的发展，配电网的检修工区大多已经配置了GIS，该系统可以很好的为检修工作提供导航方面的便利。但是，对于调度人员来说，配电网站外单线图是反应电器连接的抽象图形结构，与GIS的显示方式相差很远，仍然需要采用手工绘制的方式。

发明内容

为了克服现有配电网站外单线图绘制技术中无法自动成图的不足，本发明旨在提出一种合理的自动排布优化方法，该方法对电器元件采用分层模式进行排布，能够将GIS系统的经纬度信息作为分层参考，并自动完成分层结构的精简和压缩，使得整个电气单线图的元件排布趋于紧密，从而减小图形包围面积，能够极大的减小调度人员的制图工作强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种配电网站外单线图分层式自动排布优化方法，所述的方法包括以下步骤：

(1)基础数据获取与准备，具体过程如下：

(1.1)从配网Scada系统的数据库获取配电网站外电气元件Ni(共计N个)其中，i的取值范围为0至N-1。

(1.2)从配网GIS系统中获取每个元件Ni的经纬度坐标，并设定Nix为经度，Niy为纬度。

(1.3)设定分层高度dL，dL为常数，用于对元件位置进行分层计算。

(2)分层计算，具体过程如下：

(2.1)遍历每个电气元件Ni，根据dL获得电气元件层号Layer(Ni)。电气元件层号Layer(Ni)计算方式为：Layer(Ni)＝Round(Niy/dL)。其中Round函数为四舍五入取整算符。

(2.2)根据每个元件的所在层号，可统计得出对于该模型总共存在的层数目，从最小层号0开始，建立层列表LList。

(2.3)设定节点遍历计数i，从0遍历至LList的层数LN-1

(2.3.1)遍历每个电气元件Ni，如果Layer(Ni)等于i，则将层元件计数加一。

(2.3.2)如果LList(i)的层元件计数为0，则删除当前层。

(2.4)将删除空层后的LList的序号作为层序号，修正每个元件的Niy。修正方式为Niy＝Layer(Ni)*dL。

(2.5)统计单层中的最大元件数MaxN。

(3)相邻层压缩过程，具体过程如下：

(3.1)检查任意相邻两个层LList(j)和LList(j+1)的元件数目Count(LList(j))和Count(LList(j+1))，如果Count(LList(j))+Count(LList(j+1))＞＝MaxN，则优化排布结束，跳转至步骤(4)。

(3.2)合并LList(j)和LList(j+1)的元件，更新位于这两个层的所有元件的Niy，即Niy＝j*dL。检查位于该两层中的任意两个元件的Npx和Nqx，如果Npx＝＝Nqx，则修正Npx＝Npx-Rand()，Nqx＝Nqx+Rand()。其中Rand()函数为获取一个范围为0至1的随机小数。继续步骤(3)。

(4)优化排布结束，显示排布结果。