基于拓扑知识的配电网结构数字化展示系统及方法与流程

本发明涉及配电网络可视化的，尤其涉及一种基于拓扑知识的配电网结构数字化展示系统及方法。

背景技术：

1、配电系统的发展显著受到数字技术整合的影响，目的是提升电网的可靠性、效率和安全性，传统上，配电网络的管理与监控使用的是静态的二维方案，这往往无法全面表示复杂的网络动态和实时运行状态；随着地理信息系统(gis)和三维建模软件的进步，有效地可视化和管理这些网络的潜力有所增加，但在这些系统中整合拓扑数据的技术还未被充分开发。

2、当前对配电网络的可视化方法通常缺乏动态整合和展示详细拓扑及运行数据的能力，这一限制阻碍了运营商在涉及实时数据或紧急管理情境下迅速做出知情决策的能力；此外，现有系统不足以支持网络组件的三维方面的可视化，这对于理解城市和复杂地形环境中的空间关系和潜在冲突至关重要。

3、因此，本发明通过在综合三维管理系统中利用拓扑数据，显著增强了配电网络的数字显示，通过将电力配电管理系统和地理信息系统的数据整合，创建三维模型，这些模型不仅描述物理布局，还将这些表示与实时运行数据绑定，使得节点、线路和设备状态的可视化更加清晰精确；例如，根据其空间坐标，节点在大小、颜色和形状上进行不同的显示；根据其类型和运行状态，线路以不同的颜色和粗细进行显示；同样，设备的运行状态，无论是正常还是故障，都通过不同的颜色和图标立即被识别。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：通过配电网管理系统和地理信息系统获取配电网的拓扑数据；

4、将所述拓扑数据输入三维建模软件中建立关于所述配电网的三维模型，并将地理信息与所述三维模型进行关联，分别得到所述三维模型中节点的三维坐标、线路的路径、设备的实时运行状态；

5、利用图形渲染技术对所述节点的三维坐标、所述线路的路径、所述设备的实时运行状态进行可视化展示，其中：

6、根据节点三维坐标的距离，以节点的大小、颜色和形状进行展示；

7、根据线路类型和状态，以线路的颜色和粗细进行展示；

8、根据设备正常运行状态、故障状态，以设备的颜色、图标进行展示。

9、作为本发明所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法的一种优选方案，所述配电网的拓扑数据至少包含节点位置、线路长度、设备类型。

10、作为本发明所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法的一种优选方案，获取所述拓扑数据之后需对其进行数据预处理，形成符合三维建模软件输入的格式参数；

11、其中，所述数据预处理是通过对获取的所述拓扑数据进行清洗，剔除冗余数据和错误数据，并将不同来源的数据进行格式转换，统一为符合三维建模软件输入的格式参数。

12、作为本发明所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法的一种优选方案，符合三维建模软件输入的格式包括但不限于obj格式、stl格式、fbx格式、dxf格式、3ds格式和dae格式。

13、作为本发明所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法的一种优选方案，建立关于所述配电网的三维模型至少包含节点、线路和设备，其中：

14、所述节点包括但不限于变电站、开关站、配电房；

15、所述线路包括但不限于架空线、地下电缆；

16、所述设备包括但不限于变压器和断路器。

17、作为本发明所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法的一种优选方案，将地理信息与所述三维模型进行关联后，所述地理信息系统中的地理坐标转换为所述三维模型中的坐标，在对所述三维模型进行定位校准，以计算节点的三维坐标、线路的路径。

18、作为本发明所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法的一种优选方案，所述设备的实时运行状态通过接入的scada系统获取，其中，获取的实时运行状态包括但不限于电压、电流、功率；

19、所述实时运行状态以xml格式、json格式进行数据传输。

20、作为本发明所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示系统的一种优选方案，其包括一个或多个处理器；

21、存储器，存储可被操作的指令，所述指令在通过所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括如前述基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法的流程。

22、本发明的有益效果：本发明不仅实现了配电网数据的高效管理和动态可视化展示，还增强了对电网运行状态的监控和故障处理能力，显著提升了电网的运行效率和安全水平。

技术特征：

1.一种基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法，其特征在于，所述配电网的拓扑数据至少包含节点位置、线路长度、设备类型。

3.根据权利要求2所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法，其特征在于，获取所述拓扑数据之后需对其进行数据预处理，形成符合三维建模软件输入的格式参数；

4.根据权利要求3所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法，其特征在于，符合三维建模软件输入的格式包括但不限于obj格式、stl格式、fbx格式、dxf格式、3ds格式和dae格式。

5.根据权利要求1所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法，其特征在于，建立关于所述配电网的三维模型至少包含节点、线路和设备，其中：

6.根据权利要求1所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法，其特征在于，将地理信息与所述三维模型进行关联后，所述地理信息系统中的地理坐标转换为所述三维模型中的坐标，在对所述三维模型进行定位校准，以计算节点的三维坐标、线路的路径。

7.根据权利要求1所述的基于拓扑知识的配电网结构数字化展示方法，其特征在于，所述设备的实时运行状态通过接入的scada系统获取，其中，获取的实时运行状态包括但不限于电压、电流、功率；

8.一种基于拓扑知识的配电网结构数字化展示系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种基于拓扑知识的配电网结构数字化展示系统及方法，包括：通过配电网管理系统和地理信息系统获取配电网的拓扑数据；将拓扑数据输入三维建模软件中建立关于配电网的三维模型，并将地理信息与三维模型进行关联，分别得到三维模型中节点的三维坐标、线路的路径、设备的实时运行状态；利用图形渲染技术对节点的三维坐标、线路的路径、设备的实时运行状态进行可视化展示：根据节点三维坐标的距离，以节点的大小、颜色和形状进行展示；根据线路类型和状态，以线路的颜色和粗细进行展示；根据设备正常运行状态、故障状态，以设备的颜色、图标进行展示。本发明实现了配电网数据的动态可视化展示，提升了电网的运行效率和安全水平。

技术研发人员：张韶华,张金鹏,张鹏程,张仁和,王国功,祁升龙,刘俊
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/31