一种基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法
【专利摘要】本发明提供一种基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，包括以下步骤：将电网结构数据导入到自动布局系统；形成初始的电网网架图；自动调整并优化厂站位置；对自动调整并优化后的厂站位置进行修正。本发明能够实现基于地理信息的电网网架图的自动布局，图形更具直观性；支持新加或删除厂站时的图形及时更新，降低了人为编辑图形疏漏和错误，大大的提高了图模维护的效率。
【专利说明】一种基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统调度自动化【技术领域】，具体涉及一种基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法。
【背景技术】
[0002]在电网调度系统中，厂站、厂站间的线路及其潮流分布的监控是调度自动化的职责。在当前的监控系统中，绘制电力系统网络拓扑结构图及电网潮流图，都是由维护员或者工程师根据所监控的电网实际拓扑结构，利用调度系统绘图工具，手动绘制出来的，
[0003]为了保证调度中心的能量管理系统运行和控制结果的合理性，需要通过上、下级调度中心交互实时模型实现全局的潮流模型；能量管理系统的电网模型不仅包括本地维护的电网模型，而且包括上下级调度中心维护的电网模型。由于存在更新不及时、耗时长、容易出错、后期维护不便、不美观的缺点，人工维护电网潮流图的方法已不再适用，需要根据全局的电网模型自动生成全局的潮流图，利用少数关键厂站(发电厂站、500kV厂站、省会位置的厂站等)的地理信息，电网网架图由软件自动绘制，工作量小，画面美观，维护方便。
[0004]以往在省级以上调度通讯中心所使用的电网网架图都是利用电力系统调度自动化软件平台的绘图工具由维护人员手工绘制的，数据信息需要手工放置，在网络规模较大的情况下，绘制电网网架图往往需要几天的工时，增加新的厂站和线路可能需要调整原有电网网架图的布局和布线，为了增加新的数据信息也可能需要调整整体画面结构，都依靠手工完成往往无法达到高效，准确，可靠度高的效果。以全国电网网架图为例，由于其需要显示各省电网网架结构，所以规模非常庞大，且新厂站投运的几率比某一个省的几率更高，电网网架图需要不断地修改，每次修改都需要重新布局布线，仅仅做一处修改可能就得耗时数天。总而言之，原有的技术手段无法适应快速发展的电网规模的需求，也无法满足对调度人员对更快更全面的电网信息的需求。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，能够实现基于地理信息的电网网架图的自动布局，图形更具直观性；支持新加或删除厂站时的图形及时更新，降低了人为编辑图形疏漏和错误，大大的提高了图模维护的效率。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0007]本发明提供一种基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，包括以下步骤:
[0008]步骤1:将电网结构数据导入到自动布局系统；
[0009]步骤2:形成初始的电网网架图；
[0010]步骤3:自动调整并优化厂站位置；
[0011]步骤4:对自动调整并优化后的厂站位置进行修正。
[0012]所述步骤I中，从CIM格式文件中将电网数据导入到自动布局系统中；所述CIM格式文件包含电网网架的厂站信息、线路信息以及厂站与线路的连接关系，所述电网网架由不同电压等级的厂站和线路组成。
[0013]所述步骤2中，由厂站地理信息形成初始的电网网架图，具体包括以下步骤:
[0014]步骤2-1:将厂站地理信息转化为电网网架图上的XY坐标；选取0°经度和0°纬度的位置或某一厂站的经纬度作为坐标原点，设定比例尺，在XY坐标系上映射出所有厂站的相对地理位置；对于没有地理位置的厂站，根据其与坐标原点的相对位置设置初始坐标；
[0015]步骤2-2:对于新生成电网网架图，所有厂站点都设置为未固定点；对于电网网架图的增加或删除，将要增加或者删除的厂站设为未固定点，其他厂站和拓扑连接在电网网架图更新过程中保持不变。
[0016]所述步骤3包括以下步骤:
[0017]步骤3-1:计算厂站之间的相互斥力；
[0018]步骤3-2:计算厂站之间的相互引力；
[0019]步骤3-3:根据计算得到的各个厂站之间的相互斥力和相互引力，计算每个厂站节点所受到的合力，再通过矢量分解法，将计算得到的合力分解为XY方向的分量。
[0020]所述步骤3-1中，厂站之间的相互斥力用f表示，厂站节点间的距离如果小于门槛距离dm时，保证两个厂站之间在不重叠情况下的最小距离的斥力情况下，将斥力设定为固定值f，否则斥力与厂站节点之间的距离衣^7)的平方成反比，厂站之间的相互
斥力Z表示为:
【权利要求】
1.一种基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 步骤1:将电网结构数据导入到自动布局系统； 步骤2:形成初始的电网网架图； 步骤3:自动调整并优化厂站位置； 步骤4:对自动调整并优化后的厂站位置进行修正。
2.根据权利要求1所述的基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，其特征在于:所述步骤I中，从CIM格式文件中将电网数据导入到自动布局系统中；所述CIM格式文件包含电网网架的厂站信息、线路信息以及厂站与线路的连接关系，所述电网网架由不同电压等级的厂站和线路组成。
3.根据权利要求1所述的基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，其特征在于:所述步骤2中，由厂站地理信息形成初始的电网网架图，具体包括以下步骤: 步骤2-1:将厂站地理信息转化为电网网架图上的XY坐标；选取0°经度和0°纬度的位置或某一厂站的经纬度作为坐标原点，设定比例尺，在XY坐标系上映射出所有厂站的相对地理位置；对于没有地理位置的厂站，根据其与坐标原点的相对位置设置初始坐标； 步骤2-2:对于新生成电网网架图，所有厂站点都设置为未固定点；对于电网网架图的增加或删除，将要增加或者删除的厂站设为未固定点，其他厂站和拓扑连接在电网网架图更新过程中保持不变。
4.根据权利要求1所述的基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，其特征在于:所述步骤3包括以下步骤: 步骤3-1:计算厂站之间的相互斥力； 步骤3-2:计算厂站之间的相互引力； 步骤3-3:根据计算得到的各个厂站之间的相互斥力和相互引力，计算每个厂站节点所受到的合力，再通过矢量分解法，将计算得到的合力分解为XY方向的分量。
5.根据权利要求4所述的基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，其特征在于:所述步骤3-1中，厂站之间的相互斥力用r表示，厂站节点间的距离
6.根据权利要求4所述的基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，其特征在于:所述步骤3-2中，厂站之间的相互引力用^表示，根据胡克定律，若两个厂站之间没有线路连接时，厂站之间的相互引力为O ;对于有线路连接的厂站，当厂站节点间的距离小于线路的自然长度Im时，引力为零；当厂站节点之间的距离大于线路的自然长度Im时，厂站之间的相互引力正比于厂站节点间的距离衣^^和自然长度Im的差值；具体表示为:
7.根据权利要求4所述的基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，其特征在于:所述步骤3-3中，根据计算得到的各个厂站之间的相互斥力;^和相互引力每个厂站节点所受到的合力用T表示，再通过矢量分解法，将计算得到的合力Ψ分解为XY方向上的分量，每个厂站节点所受到的合力F与X方向的夹角用Θ表示，具体有:
8.根据权利要求1所述的基于厂站地理信息的电网网架图自动布局方法，其特征在于:所述步骤4中，根据厂站节点的地理位置和电网网架图的清晰度对自动调整并优化后的厂站位置进行修正。
【文档编号】G06F17/50GK103488837SQ201310446763
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】王磊, 王淼, 李理, 黄文英, 谢巧云, 林静怀, 宋旭日, 江凡, 邹昱, 刘升 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网福建省电力有限公司