本发明专利技术公开了一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，包括与第三方源系统连接的数据接口模块，用于对数据接口模块获取第三方源系统CIM模型数据进行分析的CIM数据分析模块，与CIM数据分析模块连接的自动成图算法分配坐标系模块，与自动成图算法分配坐标系模块连接的生成矢量图形模块，与生成矢量图形模块连接的图形控制模块。本发明专利技术针对传统的电气接线图手工生成和维护工作量大、图形之间的格式不统一以及之间交互困难的现状，在对基于CIM标准的图形，利用计算机实现电气接线图的自动生成将会给电力运行人员带来巨大便捷。自动成图不仅能提高系统自动配置能力，更有效地支持调度决策，也是实现智能电网智能化调度的关键技术之一。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种输配电网自动成图的方法，具体为一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统。
技术介绍
随着电力行业的发展和电网规模的不断扩大，信息量越来越大，电力系统的分析和计算也越来越复杂，迫切需要建立完整准确的电力系统网络模型来模拟实际电网。各电力系统厂家都有各自的电网建模方式，但是由于开发商或系统版本的不同，创建出的模型、图形或数据库在结构上存在很大的差异，形成一定程度的“信息孤岛”，导致不同系统间的信息共享和实现某种程度上的互操作变得非常困难。为此，国际电工委员会第57届技术委员会(IEC TC57)在美国电力科学院(EPRI)CCAPI项目的基础上制定了IEC 61970系列标准，使能量管理系统(EMS)的应用软件组件化和开放化，能即插即用和互联互通，降低系统集成成本和保护用户资源。基于IEC61970的系列标准，为自动生成电气接线图形提供了研究基础。其实，国外很早就出现了单线图自动成图的概念，早在1993年，新加坡学者就提出了单线图自动成图的概念，并提出采用大规模电路设计的布线算法完成输电网络的单线图的生成，其主要原则是“最短连接线、最少的交叉、元件均匀分布”，该方法提出输电网络的图形生成应分为自动布局和自动布线两部分，布局采用力导演算法，而将布线分为平面规划放置和走线三个步骤。该方法以输电网络为主要研究对象，以发电厂为电源点，并从其出发，建立有向树，离根部级数相同的元件(母线、断路器)放置在相同的纵坐标上，显然这种排法与常规的电气接线图的横平竖直的方法不一致。单线图自动成图的概念被提出之后，逐渐引起国内外电力行业领域的学者的关注，人们开始研究电网的自动成图技术。近些年来，计算机在电力系统中的应用越来越广泛，而电力系统的网络图形又是电力系统分析的基础，所以人们开始研究应用于电力系统的图形系统。电力系统接线图是电网管理重要基础，通过它电力运行人员可以监视整个电网中各个电力元件的运行状态，分析配电网的拓扑结构及潮流方向等重要的数据，从而给电力运行人员对电网的调度提供巨大的便捷。传统的单线图是由专业的技术人员在图纸上手工绘制或者利用电力相关的辅助绘图软件绘制而成的，不仅绘制成本较高而且更新速度慢，随着系统规模的不断扩大，而且近年来电网的改造和线路的变动比较频繁，对应的图形还需要不断的调整和修改。事实上，国家电网公司在近年来已经建立了相对成熟的符合CM标准的电力设施的地理分布图和站内接线图。但是由于自动成图技术不成熟、图形的格式不统一、信息安全级别不同等原因，不同应用系统之间的图形信息交互十分困难，往往需要各自维护一套图形系统，这样不但使得开发和维护成本进一步提高，而且在造成数据冗余的同时，容易带来信息不一致，给电力运行人员的日常工作带来不便。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种对输配电网图形及CM数据模型进行研究，对已有自动成图算法进行了深入分析，总结这些自动成图算法的存在的缺陷，综合他们的优缺点，提出了新的自动成图算法，实现基于IEC61970标准中的CIM规范，通过接口读取和解析能量管理系统(EMS)中(ΠΜ模型文件，自动生成直观的电气接线图的成图系统。本专利技术的目的是这样实现的: 一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，包括以下步骤， (1)研究输配电网接线图的结构特点和布置规则，为输配电网网络选择合适的拓扑结构;研究选择使用(ΠΜ模型作为图形生成的数据来源的意义； (2)研究基于(ΠΜ模型的输配电网图形的自动生成，针对以往成图算法存在的缺陷提出新的自动成图的算法； (3)对提出的自动成图算法进行编程实现，读取CIM描述的设备拓扑关系，在计算机屏幕上完成输配电网电气接线图的自动生成； (4)通过多个算例的分析，与已有的自动成图算法进行对比，验证本研究成图算法在时间性能、生成效果图的美观紧凑及符合输配电网图形布置规则程度上的优越性。包括与第三方源系统连接的数据接口模块，用于对数据接口模块获取第三方源系统CIM模型数据进行分析的CIM数据分析模块，与QM数据分析模块连接的自动成图算法分配坐标系模块，与自动成图算法分配坐标系模块连接的生成矢量图形模块，与生成矢量图形模块连接的图形控制模块。所述的数据接口模块为标准的数据接口方式。所述的(ΠΜ数据分析模块包括: 1)、CIM数据解析:通过ETL(数据仓库技术)对从SCADA系统中获取的CIM模型数据文件进行可灵活配置、定时调度计划以及多种数据格式的数据的抽取(extract)、转换(transform)、加载(load)至临时接口库，再从接口库抽取到模型正式库，为自动生成图形提供数据支持;2)自动解析模型正式库数据:系统支持从不同的模块读取正式库中由CIM表示的电网的图形信息，将这些数据组装成图形自动布局时所需要的图中节点标准模型数据XML Schema ,并根据返回的XML数据可以生成绘图核心(Cor e )支持的节点模型(Modellet)，最后由绘图框架(Framework)对生成的节点模型反序列化为绘图核心图元(Graphlet) ο所述的自动成图算法分配坐标模块是对已经生成的绘图核心(Core)支持的节点模型(Modellet)，根据在CM数据文件中的相互连接关系以及标准的电力接线方式对其按照不同的布局算法自动分配坐标位置和生成拓扑连接关系。 所述的生成矢量图形模块为绘图框架(Framework)对所有节点模型(Modellet)通过Command命令模式对节点坐标计算完成之后，系统会根据不同设备类型对应的图形符号，利用Adobe Flex绘图开发包(Flex SDK)来自动渲染成矢量图形，即图形用户界面(Graphical User Interface，简称⑶I)中显示的标准电力元件设备，同时生成设备的拓扑连接关系绘制出拓扑结构图形，并根据设备的基准电压等级渲染出电力系统中的标准颜色。所述的图形控制模块是为了用户更方便的分析生成的图形而设计，它负责对生成的图形进行包括选择、拖动、缩放、复制、粘贴和保存操作。积极有益效果:本专利技术针对传统的电气接线图手工生成和维护工作量大、图形之间的格式不统一以及之间交互困难的现状，在对基于(ΠΜ标准的图形，利用计算机实现电气接线图的自动生成将会给电力运行人员带来巨大便捷。自动成图不仅能提高系统自动配置能力，更有效地支持调度决策，也是实现智能电网智能化调度的关键技术之一。【附图说明】附图1为功能模块结构图； 附图2为自动成图流程图； 附图3为拓扑分析图； 附图4为变电站内布局转换流程图； 附图5为母线布局转换类； 附图6为母线布局转换流程图； 附图7为出线布局转换类； 附图8为单条馈线单线图； 附图9为已绘制设备所占矩形区域图； 附图10为添加虚拟节点示意图； 附图11为连接多个开关的节点的图形模型图； 附图12为配电网自动成图流程图。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术做进一步的说明: 一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，包括以下步骤， (1)研究输配电网接线图的结构特点和布置规则，为输配电网网络选择合适的拓扑结构;研究选择使用(ΠΜ模型作为图形生成的数据来源的意义； (2)研究基于(ΠΜ模型的输配电网图形的自动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于：包括以下步骤，（1）研究输配电网接线图的结构特点和布置规则，为输配电网网络选择合适的拓扑结构；研究选择使用CIM模型作为图形生成的数据来源的意义；（2）研究基于CIM模型的输配电网图形的自动生成，针对以往成图算法存在的缺陷提出新的自动成图的算法；（3）对提出的自动成图算法进行编程实现，读取CIM描述的设备拓扑关系，在计算机屏幕上完成输配电网电气接线图的自动生成；（4）通过多个算例的分析，与已有的自动成图算法进行对比，验证本研究成图算法在时间性能、生成效果图的美观紧凑及符合输配电网图形布置规则程度上的优越性。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王维洲，刘福潮，郑晶晶，杜培东，张建华，彭晶，韩永军，杨勇，王明政，冯红臣，董丽莎，陈贺明，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网甘肃省电力公司，国网甘肃省电力公司电力科学研究院，郑州大方软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。