[发明专利]一种配电馈线单线图的无边交叉布线方法

说明书

本发明公开了一种配电馈线单线图的无边交叉布线方法，包括：第一步为应用遗传算法求解网络关联连线边交叉最小的节点布局解，第二步为在步骤一节点布局基础上定量描述并判断非关联连线之间的边交叉，最后进行调整消除。最后将优化后布置的节点进行简单、规则的拓扑连线，即形成逻辑清晰的无边交叉配电馈线单线图。本方法有效地辅助了含环型供电设备的配电网络单线图图形布置；所采用的节点布局优化算法中，所建立的目标函数简单易于实现，同时通过网格限制节点布局位置，并引入厂站地理信息作为约束，缩小了优化解空间，提高算法收敛效率。

技术领域

本发明涉及一种配电馈线单线图的无边交叉布线方法。

背景技术

配电系统单线图是运检、规划、调度等部门经常使用的一种图形资料，也是生产管理、实时调度等各类配电网应用系统的基础性界面，对维持电力企业生产运行有着举足轻重的作用。近年来，由于环网柜构成的电缆环网接线方式灵活，“高压变电站-环网柜-配变”三级结构已成为中心城市配电网建设的主流方案，逐步替代传统的杆塔式架空线路供电形式。在含环型供电设备的配电网络单线图自动绘制中，由于间隔式环网柜往往具有多个不同物理位置引出点，一般的环网绘制方法容易导致大量的边交叉，严重影响图形的美观性和可读性；而一些防止产生交叉的算法如迷宫走线算法可保证线路完全不相交，但容易使得线路严重弯折，无法体现图形的逻辑性。目前，在针对含环型供电设备的配电网络单线图的自动绘图技术方面，尚无文献涉及相关的研究。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种配电馈线单线图的无边交叉布线方法，本方法基于环型配电网虽然为环网设计，但是对于单条馈线来说是开环运行且为辐射状的，因此，消除所有边交叉是可能的，有效地解决任意给定配电馈线单线图的无边交叉布局布线问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种配电馈线单线图的无边交叉布线方法，包括以下步骤：

(1)划分配电网络，以父节点和子节点的关系，将拓扑连线关系划分为关联连线和非关联连线；

(2)消除具有同一父节点的若干子节点连线之间发生的交叉，使关联连线交叉最小化，利用遗传算法求解网络关联连线边交叉最小的节点布局解；

(3)建立关联连线边交叉模型，引入节点的树层数作为目标函数的总权值，通过赋予树的上层节点适应值，使图形遵循自上而下优化顺序，得到网络全局交叉数最小化问题模型；

(4)定量描述并判断非关联连线之间的边交叉，交换存在交叉的两个节点位置，对每一图层中的节点进行交叉判断，对位置确定的节点完成拓扑连线；

(5)将优化后布置的节点进行简单、规则的拓扑连线，形成无边交叉配电馈线单线图。

所述步骤(1)中，在配电网络中，可将拓扑连线关系划分为两种，一种为从一个父节点至其下属的所有的子节点的连线，称之为关联连线；另一种为不存在上述父子连线关系的网络的其它连线，称为非关联连线；一个含n层树的网络可划分出n-1组关联连线与非关联连线。

所述步骤(2)中，关联连线交叉最小化问题是为消除具有同一父节点的若干子节点连线之间发生的交叉，是通过考虑父节点与其下的几个子节点的相对位置关系实现的。

所述步骤(2)中，关联连线不产生交叉时，子节点的几何位置应满足以下2个关系：

(a)位于父节点的相邻图层中；

(b)在几何空间内，以父节点为中心按间隔引出线次序自右向左逆时针排序。