[发明专利]一种多智能配电系统的单线图自动绘制方法

摘要

本发明涉及一种多智能配电系统的单线图自动绘制方法，具体提出了一种基于三叉树和避碰算法的自动绘制单线图方法，属电力系统调度自动化领域。这种方法的优点在于可以实现不同供应商的不同配电系统规划的单线图绘制SLD。单线图(SLD)自动绘制方法是电力系统可视化的一种重要方法，可以用来控制和监测配电系统的故障定位、识别、分离和服务恢复。首先，在客户端将配电系统图转换为标准的电网公共信息模型CIM，然后发送到服务器。在服务器端通过使用自动绘制单线图方法绘制单线图，最后将其发送回客户端，并通过客户端验证。

主权项

1.一种多智能配电系统的单线图自动绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)配电自动化系统DAS将配电网中所有设备、开关和连接关系等转换为标准的电网公共信息模型CIM。2)利用超文本传输协议(HTTP)将电网公共信息模型CIM，通过web服务传输到服务器。3)单线图绘制SLD服务器根据本发明单线图自动绘制方法，从公共信息模型CIM在获取并理解请求线路的设备组成及连接关系，构建自动绘制单线图的数据结构，并建立转化生成三叉树。3.1)数据结构与三叉树，自动绘制单线图的数据结构包括配电线路信息，节段(Section)信息，开关(Switch)信息等。线路记录，节段记录和开关记录又分别包含着与断路器、开关和插入状态等信息。配电线路通常具有1‑3条分支线路，所以三叉树是最适合用来描述SLD的数据结构。如果有超过三个分支线，可以通过使用虚拟线路和虚拟节点将其转化为一个三叉树，例如，从节点A出发，到达节点O，当节点O具有3个以上分支时，选择节点O以及其他任何两个连接线路，所有剩余的分支通过一个虚拟线路连接到一个虚拟节点O'。重复这个过程，直到虚拟节点连接到三个或三个以下的分支。通过这种方式，可以将多个分支线路线转化为一个三叉树，虚拟节点和线路可以追溯到原始节点O。三叉树由节点和弧组成，其中线路，开关(Switch)和连接点之间的关系建模为节点，而节段(sections)建模为弧。位于起始点的变电站的供电被认为是三叉树的根节点。利用节段(section)信息搜索连通的开关，当开关处于关闭状态，流程继续。当开关处于打开状态，表示终端或有连接的section被搜索到。通过这一过程，每一个由变电所驱动的节段(sections)被识别，开关之间的连接也被清晰识别。由于其构造是使用实时数据，因此单线图可以应用于各种变化的系统拓扑结构。3.2)为了避免屏幕某部分符号的重叠，三叉树安排从中心开始，然后向子树继续。最长的节点路径标识从根节点开始，然后安排树的中心。最长的节点路径标识从根节点开始，到达树的中心，这个可以成为该树的主干。同样的方法，每一个分枝到达树主干被确定。将树的主干(中央路径)定义为第1级，并从左到右水平排列。从第1级分出来的线路命名为第2级。根据第2级线路节点的数量来安排排列位置。如果节点数据是偶数，则安排在上方，如果为奇数，则安排在下方。同理，从第2级分出来的线路命名为第3级。第3级路线像第1级路线一样从左到右水平排列。第4级，按照第2级的规则排列。这种排列规则对所有更多层级的树型结构是有效的，偶数层级都按照第2级的规则排列，奇数层级都按照第1级的规则排列。3.3)碰撞检测和避碰过程是智能配电系统的SLD自动绘制的最后一步。每个电力设备符号将在屏幕上显示之前，接收到直角坐标。比较它们的坐标，以避免任何可能的碰撞。利用添加虚拟开关switch的方式，来清除碰撞。检测碰撞点，从碰撞点回溯到第一个共同节点确定需要添加虚拟开关的位置。如果检测的碰撞点发生在第1层级上方时，应该在第一共同节点向右或向上添加虚拟开关(switch)。比较两个发生碰撞节点的子节点个数，选择节点较少的一方，确定向右或向上，即水平方向的一方节点少，就向右，否则就向上。如果碰撞点发生在第1层级下方时，应该在第一个共同节点向下或向右选择添加虚拟开关(switch)。比较两个发生碰撞节点的子节点个数，选择节点较少的一方，确定向右或向下，即水平方向的一方节点少，就向右，否则就向下。循环检测碰撞点，直到消除所有碰撞。4)利用可缩放矢量图形SVG格式生成单线图SLD，并转送到配电自动化系统DAS(客户端)。5)配电自动化系统DAS解析用XML文档编写SVG格式并将SLD显示在屏幕上。