[发明专利]一种输电网厂站节点可视化布局的渐进式自动生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的输电网厂站节点自动布局的技术领域，尤其是一种输电网厂站节点布局的渐进式自动生成方法。

背景技术

随着电力系统中输电网的不断扩大，导致运营部门需要对上千甚至上万个电网节点进行监视和检查。对于如此巨大的节点量，电网自动控制中心必须能够将大量的厂站节点以及它们之间的线路连接较为清晰的显示在电脑上，从而方便调度人员的查询与分析。

迄今为止，大量的输电网厂站结构都是由调度人员手工绘制。手工绘制输电网厂站布局有以下优势：

1、布局符合调度人员的使用习惯

2、厂站布局在兼顾地理位置的情况下完成结构的抽象

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。

在输电网的节点自动布局问题中，现在的自动布局方法有基于遗传算法的、模拟退火算法的和各种启发式算法。但是这些方法均存在不同的缺陷，例如计算速度慢、自动布局过程无法显示、最终结果与调度人员的习惯有交大差异等问题。

那么，设计一种适用于电网厂站节点可视化布局的渐进式自动生成方法来协助调度人员完成节点排布是非常有必要的。而且该方法能以较快的速度给出临时排布供调度人员选择，并且能够将自动排布过程动态显示给调度人员从而更好的满足调度人员的可视化习惯。

发明内容

为了克服已有输电网的节点自动布局的计算速度慢、自动布局过程无法显示、最终结果与调度人员的习惯有交大差异等不足，本发明提供了一种具有渐进特征的厂站节点的自动布局方法，使得使用该方法的自动布局系统具备更好的布局效果，能有效提高计算速度，并满足调度人员可视化的习惯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种输电网厂站节点可视化布局的渐进式自动生成方法，所述的方法包括以下步骤：

（1）初始化节点信息与首次随机排布：

    （1.1）从数据库获取需要布局的所有输电网厂站节点，共计n个节点，节点集合记为N，每个节点表示为Ni；

    （1.2）检查每两个节点Ni和Nj之间是否存在线路，如果存在则设定为Lij，如果不存在则该Lij不存在；

（1.3）随机产生所有节点的x坐标和y坐标，记为Ni（x，y）；

（2）节点自动排布过程：

（2.1）设定节点遍历计数i=1；

（2.2）设定节点Ni在x轴和y轴的移动分量为dix=0和diy=0；

（2.3）设定节点遍历计数j，从1遍历至n；

（2.3.1）根据Ni和Nj的坐标修正dix和diy，修正方式为：当Nix等于Njx时，dix=dix+R；当Nix不等于Njx时，dix=dix+10/(Nix-Njx)；当Niy等于Njy时，diy=diy+R；当Niy不等于Njy时，diy=diy+10/(Niy-Njy)；其中，Nix和Niy为节点Ni的x和y坐标；Njx和Njy为节点Nj的x和y坐标；R为一个随机数生成函数，即每次参与运算即产生一个-1至1之间的随机小数；

（2.3.2）判断Ni和Nj节点之间是否存在连接Lij，如果存在，则根据Ni和Nj的连接修正dix和diy；修正方式为：dix=dix+(Njx-Nix)/10+R；diy=diy+(Njy-Niy)/10+R；如果Lij不存在，则不修正dix和diy；

（2.4）根据dix和diy修改Ni（x，y），修改方式为：Nix=Nix+[dix]；Niy=Niy+[diy]。其中，符号[]表示对小数进行四舍五入取整；

（2.5）节点遍历计数器i自加1，即i=i+1。判断i是否等于n，如果不相等则跳转至（2.2）；

（3）终止自动生成过程并输出结果；

    （3.1）判断调度员是否给出了结束生成的指令，如果给出则停止自动生成过程转到步骤（3.2），若未给出则跳转至步骤（2）；

（3.2）输出自动排布结果，即所有节点的x和y坐标。

作为优选的一种方案：所述步骤（2）还包括以下步骤：

（2.6）检查调度员是否有手动修改节点坐标的要求，如果有，则与调度员进行交互，由调度员直接设定指定节点的坐标，即手动设置Ni（x，y）。