基于地理信息的电网中配电单线的自动分布法局方法技术

本发明专利技术提供一种电网地理信息系统中配电单线的自动布方法，主要步骤包括：对象生成和更新阶段，生成单线图初始布局，并采用自底向上的迭代计算方式，计算线路上每个设备、每条分支需要占用的空间范围，为后续的空间膨胀和压缩提供数据支持；空间膨胀阶段，根据前阶段保存的对象和分支空间占用数据，移动受影响的线路和设备，使各分支和设备在空间位置占用上不重叠；空间压缩阶段，根据膨胀阶段所作的调整工作，通过启发性空间位置占用判断，反向的对调整过的空间进行压缩操作，直到空间位置在允许的范围最小化为止。所述方法通过自动布局方法的支持，提供实用的配电单线图初始布局和增量布局调整支持，满足配电单线图功能的实用化需要。

Automatic distribution method based on geographic information for distribution single line in power grid

The present invention provides a method for automatic cloth distribution line grid geographic information system, the main steps include: object generating and updating stage, generating single line diagram of the initial layout, and adopts a bottom-up iterative calculation method, calculation of space on the line, each branch of each device requires, for the subsequent expansion of space and compressed data; spatial expansion stage, occupancy data according to the object before stage preservation and branch line space, and mobile devices are affected, the branches and the equipment do not overlap in space position occupation; space compression stage, according to the adjustment of the expansion stage, inspired by the space occupation judgment the reverse compression operation to adjust through the space, until the space position in the allowed range is minimized so far. The method is supported by an automatic layout method to provide practical support for the initial layout and incremental layout adjustment of the distribution single line diagram, so as to meet the practical need of the power distribution line diagram function.

【技术实现步骤摘要】
基于地理信息的电网中配电单线的自动分布法局方法
本专利技术属于电网地理信息系统领域，尤其涉及一种在电网地理信息系统中配电单线的自动分布法。
技术介绍
电网地理信息系统(电网GIS系统)，是采用地理信息(GIS)技术管理输电、变电、配电和低压电网的专业信息系统，主要应用于国家电网和南方电网下属的省、地、县等各级供电局、电力局或者电力公司，实现输、变、配、低压电网的图形管理、档案维护、自动成图和拓扑分析等业务功能。配电单线图是配电管理过程中最为重要的基础资料之一，是制定计划、上报数据、统计报表的重要依据，是调度、运行、检修、客服、工程等工作中不可缺少的重要资料。传统方式一般采用画图工具或“0绘制单线图，这种管理方式不但工作量大，且对技术人员的技术水平要求高。不同技术人员间由于技术水平、工作经验、操作习惯等方面的差异，绘制的单线图很难统一，质量上良莠不齐，很难做到统一化、规范化管理。同时，由于配电网络变化频繁，传统方式很难保证单线图能得到及时准确的更新，从而给相关的管理工作带来不便。这就需要电网GIS系统能提供自动化的单线图管理功能，包括了单线图的自动生成和增量更新。单线图的自动布局作为单线图生成和更新过程的重要环节，该功能的最终效果直接影响到单线图管理的实际应用效果。为此必须要有一种适应配电单线图要求的自动布局方法来支撑配电单线图应用。本专利技术在通用专题图布图理论基础上，结合大规模集成电路布图理论，结合电网拓扑规则和配电单线图制图规范，并充分考虑电力用户对配电单线图的使用习惯，通过自底而上的迭代计算分支相对位置和最大间隔距离，通过启发性算法压缩分支间距、优化显示效果。该方法在配电单线图生成和更新阶段的自动布局方面取得了满意的效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种在电网地理信息系统中配电单线图的自动布局方法，通过自动布局方法的支持，提供实用的配电单线图初始布局和增量布局调整支持，满足配电单线图功能的实用化需要。本专利技术提供一种基于地理信息的电网中配电单线图的自动分布法局方法，主要步骤包括：生成初始布局，生成过程中计算并保存单线图每个节点需要的偏移值；膨胀设备和分支的空间位置占用，使线路和设备不重叠；压缩设备和分支的空间位置占用，优化布局显示。其中：对象生成和更新阶段，根据线路的走向、线路设备间的相对位置以及单线图生成规则，生成单线图初始布局。生成和更新过程中采用自底向上的迭代计算方式，计算线路上每个设备、每条分支需要占用的空间范围，为后续的空间膨胀和压缩提供数据支持；空间膨胀阶段，根据前阶段保存的对象和分支空间占用数据，移动受影响的线路和设备，使各分支和设备在空间位置占用上不重叠；空间压缩阶段，根据膨胀阶段所作的调整工作，通过启发性空间位置占用判断，反向的对调整过的空间进行压缩操作，直到空间位置在允许的范围最小化为止。本专利技术同常规GIS领域专题图布局方法相对有如下优点：结合电网拓扑规则和配电单线图制图规范(如布局调整过程中电网拓扑保持不变，组合设备内部所有展开对象、杆塔和杆上设备作为整体移动，分支的左分、右分不能打乱，设备间相对位置不能打乱等)进行空间布局调整和优化，是针对电网专题图定制和扩展的专题图自动布局方法；布局调整过程中经历了膨胀和压缩两个相反的过程，利用启发式算法进行布局调整，调整后没有重叠的线路和设备，线路和设备的疏密程度合适；支持增量更新过程中的增量布局调整，在尽可能保留用户布局和布线更改的基础上，支持对变化区域的布局进行局部自动调整。附图说明图1是本专利技术实施例的总体处理流程图；图2是本专利技术实施例计算设备、分支占用空间范围处理流程示意图；图3是本专利技术实施例自底向上迭代计算方式示意图；图4是本专利技术实施例空间膨胀阶段处理流程示意图；图5是本专利技术实施例受:影响对象移动处理流程不意图；图6是本专利技术实施例空间压缩阶段处理流程示意图；图7是本专利技术实施例角勾链数据结构示意图；图8是本专利技术实施例基于角勾链的空间占用情况查找示意图；图9是本专利技术实施例角勾链平面初始化操作流程示意图；图10是本专利技术实施例空间压缩阶段对象移动操作流程示意图；图11是本专利技术实施例架空线路自动布局结果示意图；图12是本专利技术实施例电缆线路自动布局结果示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本专利技术实施例作进一步的详细说明。首先参照图1是本专利技术实施例的总体处理流程图，在说明处理步骤之前，先对单线图拓扑和布局相关概念进行定义，并对相应的数据结构进行说明。其中：定义1:设备节点，配电单线图上每一基杆塔以及杆上设备(开关、刀闸、跌落、变压器等)整体作为一个设备节点，开关站、环网柜、分支箱、箱变等设备作为独立设备节点处理，站所设备展开内部接线情况下，所有展开对象整体作为一个设备节点处理。定义2:节点偏移值，节点偏移值数据结构保存每个设备节点的当前分支方向、当前分支方向上的偏移值、当前分支反方向上的偏移值、分支垂直方向上的偏移值、以及需要移动到下一节点的分支垂直方向上的偏移值。定义3:已调整节点数据，已调整节点数据用于保存膨胀阶段所作的修改，以备压缩阶段使用。已调整节点数据包括X方向偏移值、V方向偏移值、移动过的所有对象列表、调整过顶点的线段列表、调整过顶点的线段的首末端标志列表。定义4:角勾链是一种特殊的空间数据结构，其主要思想是用四个指针，b1(左边最下)、1b(下方最左)、rt(上方最右)与tr(右边最上)来表示相邻的方块(包括实方块和空方块)，一个方块的位置信息只用最左下角的一个点来表示。空域也要表示，且遵循横条最大化原则,将其细化为横向最大的方块，而X范围相同的上下相邻条均进行合并。角勾链数据结构如图7所示。为了对单线图上的设备和连接线进行分别处理，以应用不同的处理策略，将传统角勾链中的实方块分解为设备方块和线段方块，定义5和6将分别对设备方块和线段方块进行描述。定义5:设备方块，角勾链实方块的扩展，每一个设备方块对应一个设备节点，杆塔和杆上设备存在同一设备方块中，组合设备所有展开对象存在同一设备方块中。定义6:线段方块，角勾链实方块的扩展，每一条连接线的每一段、每一拐点对应一个线段方块，一般情况下，一条连接线对应一个或多个线段方块。基于以上定义，对配电单线图各处理阶段详细描述如下：步骤1:生成单线图初始布局，生成过程中计算并保存单线图每个设备节点的偏移值。生成单线图初始布局过程中，首先将变电站放置在默认的起始位置(X＝1000，Y＝1000)，然后根据单线图生成方向(从上到下、从下到上、从左到右、从右到左)和默认的设备间距等参数，确定下一个设备节点的放置位置。对于子分支，计算分支是左分还是右分，相对当前分支生成方向，分别从当前设备节点的左侧或右侧生成子分支；对于杆上设备，根据杆上设备放置方向的优先顺序定义，放置在相对最优的放置方向，第一优先位置被占用情况下放置在第二优先位置，以此类推。根据线路设备的拓扑连接关系依次处理每一个设备节点，完成单线图生成过程的初始布局。节点偏移值的计算在单线图生成和更新过程中进行，计算处理过程参照图2是本专利技术实施例计算设备、分支占用空间范围处理流程示意图，单线图上每个节点可能连接杆塔、串联设备、组合设备、子分支、联络分支，在生成或更新单线图本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于地理信息的电网中配电单线的自动分布法，其特征在于，所述方法主要步骤包括：生成初始布局，计算并保存单线图每个设备节点需要的偏移值；膨胀设备和分支的空间位置占用，使线路和设备不重叠；压缩设备和分支的空间位置占用，优化布局显示。

【技术特征摘要】
1.基于地理信息的电网中配电单线的自动分布法，其特征在于，所述方法主要步骤包括：生成初始布局，计算并保存单线图每个设备节点需要的偏移值；膨胀设备和分支的空间位置占用，使线路和设备不重叠；压缩设备和分支的空间位置占用，优化布局显示。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法采用自底向上迭代计算方式，先计算级别最低的子分支的空间占用，然后依次累加到父分支，再到父分支的父分支，一直到线路主干，自底向上迭代计算方式。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在布局调整过程中经历了膨胀和压缩两个相反的过程，利用启发式算法进行布局调整，调整后没有重叠的线路和设备，线路和设备的疏密程度合适。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在空间压缩阶段处理过程，主要步骤包括：计算可忽略的空白空间长度，后续的折半处理过程处理到该长度则自动停止；计算压缩的最大移动量；计算压缩的允许移动量；移动受影响的对象。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法在空间压缩阶段，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐德才，
申请(专利权)人：天津冠睿霖科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12