專利名稱：在調(diào)配系統(tǒng)中自動(dòng)生成可視化的電網(wǎng)潮流圖的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在調(diào)配系統(tǒng)中自動(dòng)生成可視化的電網(wǎng)潮流圖的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
在電網(wǎng)調(diào)配監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)視和調(diào)整電力系統(tǒng)潮流的分布，是現(xiàn)代電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要職責(zé)，電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度人員需要隨時(shí)密切監(jiān)視并調(diào)整電網(wǎng)潮流分布，電網(wǎng)潮流是電力調(diào)配自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)分析研究必不可少的一部分。在當(dāng)前的監(jiān)控系統(tǒng)中，繪制電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖及電網(wǎng)潮流圖，都是由維護(hù)員或者工程師根據(jù)所監(jiān)控的電網(wǎng)實(shí)際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用調(diào)度系統(tǒng)繪圖工具，手動(dòng)繪制出來的，用基于物理接線的圖形來描述電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在圖形上標(biāo)注數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)和圖形結(jié)合在一起，使潮流分布一目了然。隨著智能電網(wǎng)及通信技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，監(jiān)控的廠站、線路的數(shù)量越來越多，電網(wǎng)拓?fù)鋸?fù)雜度也越來越高。靠人工繪制電網(wǎng)潮流圖，往往需要耗費(fèi)巨大的人力和時(shí)間，且容易出錯(cuò)，又不美觀；同時(shí)，如果調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行廠站擴(kuò)容，潮流分布將發(fā)生變化，需要重新進(jìn)行潮流圖布局，二次維護(hù)也會(huì)十分不便。因此，尋求一種潮流圖智能成圖方法，成為監(jiān)控系統(tǒng)廠商和供電企業(yè)的共同需求，也會(huì)為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的工程實(shí)施和日常維護(hù)帶來極大的幫助。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種在調(diào)配系統(tǒng)中自動(dòng)生成可視化的電網(wǎng)潮流圖的實(shí)現(xiàn)方法，本發(fā)明旨在提供一種在大中型調(diào)配自動(dòng)化系統(tǒng)中，自動(dòng)快速生成可視化的電網(wǎng)潮流圖的方法。所要解決的技術(shù)問題是，在電力系統(tǒng)調(diào)配系統(tǒng)工程實(shí)施和維護(hù)過程中，根據(jù)包含各種復(fù)雜接線形式的電網(wǎng)模型和實(shí)時(shí)潮流，提供一種快速、準(zhǔn)確的方法，自動(dòng)的生成整個(gè)電網(wǎng)或者某個(gè)區(qū)域的電網(wǎng)的潮流圖形，并以可視化的效果展示給使用者，為其監(jiān)視和調(diào)整電網(wǎng)潮流提供輔助手段。具體來說，就是發(fā)明一種自動(dòng)生成復(fù)雜電網(wǎng)模型潮流圖的方法，在自動(dòng)成圖過程中，采用基于擴(kuò)展力學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D布局算法，對(duì)潮流圖中各個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)布局，達(dá)到有連接的廠站節(jié)點(diǎn)盡量靠近、廠站節(jié)點(diǎn)分布均勻、廠站和線路之間不能過于貼近的效果；采用迷宮算法對(duì)各廠站間的線路智能布線，做到路徑最優(yōu)；最后自動(dòng)關(guān)聯(lián)庫參數(shù)，并自動(dòng)進(jìn)行量測、動(dòng)態(tài)潮流、可視化餅圖等的標(biāo)注，最終生成可視化的電網(wǎng)潮流圖。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是
一種在調(diào)配系統(tǒng)中自動(dòng)生成可視化的電網(wǎng)潮流圖的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟1)根據(jù)設(shè)置的成圖粒度過濾條件，利用調(diào)配系統(tǒng)繪圖工具在圖形中生成廠站圖元和線路圖元；2)運(yùn)用基于擴(kuò)展力學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D布局算法，對(duì)廠站圖元進(jìn)行智能布局；3)運(yùn)用迷宮算法對(duì)智能布局后的圖形進(jìn)行智能布線；4)最后自動(dòng)關(guān)聯(lián)庫參數(shù)，并自動(dòng)進(jìn)行量測、動(dòng)態(tài)潮流、可視化餅圖等的標(biāo)注，最終生成可視化的電網(wǎng)潮流圖。
所述的步驟為1)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的成圖粒度過濾條件，從當(dāng)前電網(wǎng)模型中搜索出符合條件的廠站和線路信息，在調(diào)配系統(tǒng)繪圖工具中將廠站圖元按平均分布的方式畫在圖形上，利用廠站間的拓?fù)潢P(guān)系，將互相連接的廠站用線路圖元連接；
2)運(yùn)用基于擴(kuò)展力學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D布局算法，對(duì)廠站圖元進(jìn)行智能布局；最終達(dá)到線路交叉最少、有連接的廠站盡量靠近、廠站分布均勻的效果；
3)對(duì)智能布局后的圖形利用迷宮算法進(jìn)行智能布線，生成電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)所使用的橫平豎直的正交圖。布局過程中，采用迷宮算法進(jìn)行路徑求解，充分考慮廠站多出線及多進(jìn)線的情況，從而達(dá)到繪制的路徑交叉最少、路徑最短、顯示清晰的效果；
4)將線路圖元和廠站圖元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫里的相應(yīng)參數(shù)，線路圖元旁標(biāo)注該線路的量測圖元，線路圖元上生成可視化餅元，該可視化餅元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫中該線路的負(fù)載率，線路上生成表示潮流方向與大小的動(dòng)態(tài)潮流圖元，最終生成可視化的電網(wǎng)潮流圖。所述的步驟2)中的基于擴(kuò)展力學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D布局算法中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D由節(jié)點(diǎn)和邊兩個(gè)要素組成；將廠站圖元映射為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D算法中的節(jié)點(diǎn)，線路圖元映射為邊，對(duì)廠站圖元進(jìn)行智能布局。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明的特點(diǎn)為I)可以根據(jù)配調(diào)系統(tǒng)中的電網(wǎng)潮流模型，結(jié)合實(shí)際的潮流數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成調(diào)度員進(jìn)行配調(diào)系統(tǒng)潮流監(jiān)視和調(diào)度所必不可少的潮流圖形；電網(wǎng)實(shí)際潮流模型發(fā)生變化或更改后，導(dǎo)致的潮流圖形變化，算法能準(zhǔn)確識(shí)別。2)布局粒度條件的設(shè)置，保證了即可以自動(dòng)生成全網(wǎng)的潮流圖形，也可以根據(jù)實(shí)際需要，生成所關(guān)心的局部電網(wǎng)的潮流圖形。3)智能布局可以自動(dòng)的對(duì)潮流圖形的各個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)布局，保證廠站節(jié)點(diǎn)分布均勻，有連接的廠站節(jié)點(diǎn)盡量靠近，線路之間的交叉最少，廠站節(jié)點(diǎn)和線路之間不能過于貼近。4)智能布線保證了各廠站之間的線路路徑最短、交叉最少，并符合調(diào)度員所使用的橫平豎直的正交圖習(xí)慣。5)設(shè)備參數(shù)的自動(dòng)標(biāo)注，使得圖庫的一致性得以保障。可視化餅圖、動(dòng)態(tài)潮流圖元等可視化效果的渲染，更使圖形清晰、美觀。綜上所述本發(fā)明能夠快速的生成電網(wǎng)調(diào)配系統(tǒng)所需要的可視化潮流圖形，為配調(diào)系統(tǒng)工程實(shí)施和電網(wǎng)分析研究提供有力的技術(shù)支持，智能自動(dòng)的成圖過程，不僅可以提高效率，而且大大減少了人為因素可能造成的疏漏，為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
下面結(jié)合具體實(shí)施案例進(jìn)一步說明本發(fā)明。I)設(shè)置成圖粒度過濾條件，將廠站類型設(shè)置為電壓等級(jí)為10kV 220kV的變電站和開閉所，標(biāo)注量測量類型選擇標(biāo)注A相電流、有功、無功。從當(dāng)前電網(wǎng)模型中搜索出符合條件的廠站和線路信息，在調(diào)配系統(tǒng)繪圖工具中生成廠站圖元和線路圖元，各廠站圖元平均分布，有連接的廠站間生成線路圖元進(jìn)行連接。2)對(duì)廠站圖元運(yùn)用基于擴(kuò)展力學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D布局算法進(jìn)行智能布局，該算法是對(duì)基于斥力-張力模型算法的改進(jìn)算法；
所述的基于擴(kuò)展力學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D布局算法中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D由節(jié)點(diǎn)和邊兩個(gè)要素組成。一個(gè)清晰的拓?fù)鋱D應(yīng)滿足以下條件a)節(jié)點(diǎn)均勻分布.b)節(jié)點(diǎn)和邊之間不能過于貼近；c)邊布局合理，盡量避免相交。
將所要進(jìn)行布局的拓?fù)鋱D形按照物理系統(tǒng)建模，將每一個(gè)廠站作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每一條線路作為一個(gè)邊；每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可看作一個(gè)有質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)；每一個(gè)邊可看作一條有伸縮力的皮筋，它有自然長度(即不受外力時(shí)的長度)，若被拉長，則表現(xiàn)出張力；兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之問互相有斥力作用。為了使為使節(jié)點(diǎn)與邊保持合理距離，在邊與節(jié)點(diǎn)之間賦予斥力，如果節(jié)點(diǎn)q的投影點(diǎn)在邊e上，則認(rèn)為q與e之間可能存在斥力。節(jié)點(diǎn)在斥力作用下會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，邊則固定不動(dòng)。斥力和距離成反比，如果節(jié)點(diǎn)和邊之間的距離過近，斥力會(huì)將節(jié)點(diǎn)推向反方向；如果節(jié)點(diǎn)和邊之間距離大于某個(gè)距離山則斥力為0，以避免點(diǎn)邊斥力對(duì)節(jié)點(diǎn)布局產(chǎn)生過大影響。對(duì)于這樣的物理系統(tǒng)，給每個(gè)質(zhì)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))一個(gè)任意的位置，就可以讓其按照物理規(guī)律自行運(yùn)行。在每一步中，計(jì)算各項(xiàng)點(diǎn)受到的合力，并讓該節(jié)點(diǎn)沿合力方向移動(dòng)一定的距離，直至最終達(dá)到平衡。理想條件下，所有節(jié)點(diǎn)的初始速度為0，即系統(tǒng)的整體初動(dòng)量為0，而系統(tǒng)又不受外力的作用，從而動(dòng)量守恒，系統(tǒng)的總動(dòng)量一直為O。這就保證了系統(tǒng)的最終階段要么內(nèi)部節(jié)點(diǎn)振蕩，要么靜止，而不可能整體向某一方向移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。對(duì)系統(tǒng)中的每個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)，通過張力-斥力公式計(jì)算得到每個(gè)節(jié)點(diǎn)所受的張力和斥力，將張力和斥力相加得到合力，再通過矢量加法，正交分解為X軸、y軸方向的力。在系統(tǒng)沒有平衡時(shí)(初始情況)，使每一個(gè)節(jié)點(diǎn)沿合力的方向移動(dòng)距離，從而可以得到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的X軸、y軸坐標(biāo)信息，成圖效果滿足了潮流圖邊交叉盡量少，節(jié)點(diǎn)分布距離均勻，有直接連線的節(jié)點(diǎn)盡可能分布在一處的要求，圖形分布合理美觀。3)廠站位置確定后，就要進(jìn)行線路的智能布線。自動(dòng)生成的線路要求橫平豎直，線路之間要盡量避免交叉。采用迷官算法進(jìn)行線路的智能布線，讓線路橫平豎直，并保證交叉最少，多條線路之間間距均勻、合理，無錯(cuò)位、無覆蓋。4)將線路圖元和廠站圖元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫里的相應(yīng)參數(shù)，線路圖元旁標(biāo)注該線路的量測圖元，線路圖元上生成可視化餅元，該可視化餅元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫中該線路的負(fù)載率，線路上生成表示潮流方向與大小的動(dòng)態(tài)潮流圖元，最終生成可視化的電網(wǎng)潮流圖。本實(shí)施例的特點(diǎn)為I)可以根據(jù)配調(diào)系統(tǒng)中的電網(wǎng)潮流模型，結(jié)合實(shí)際的潮流數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成調(diào)度員進(jìn)行配調(diào)系統(tǒng)潮流監(jiān)視和調(diào)度所必不可少的潮流圖形；電網(wǎng)實(shí)際潮流模型發(fā)生變化或更改后，導(dǎo)致的潮流圖形變化，算法能準(zhǔn)確識(shí)別。2)布局粒度的設(shè)置，保證了既可以自動(dòng)生成全網(wǎng)的潮流圖形，也可以根據(jù)實(shí)際需要，生成所關(guān)心的局部電網(wǎng)的潮流圖形。3)智能布局可以自動(dòng)的對(duì)潮流圖形的各個(gè)廠站節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)布局，保證廠站節(jié)點(diǎn)分布均勻，有連接的廠站盡量靠近，線路之間的交叉最少，廠站節(jié)點(diǎn)和線路之間不能過于貼近。4)智能布線保證了各線路之間路徑最短，并符合調(diào)度員所使用的橫平豎直的正交圖習(xí)慣。5)設(shè)備參數(shù)的自動(dòng)標(biāo)注，使得圖庫的一致性得以保障。可視化餅圖、動(dòng)態(tài)潮流使圖形清晰、美觀。綜上所述本實(shí)施例能夠快速的生成電網(wǎng)調(diào)配系統(tǒng)所需要的可視化潮流圖形，為配調(diào)系統(tǒng)工程實(shí)施和電網(wǎng)分析研究提供有力的技術(shù)支持，智能自動(dòng)的成圖過程，不僅可以提高效率，而且大大減少了人為因素可能造成的疏漏，為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障。
權(quán)利要求
1.一種在調(diào)配系統(tǒng)中自動(dòng)生成可視化的電網(wǎng)潮流圖的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括如下步驟一種在調(diào)配系統(tǒng)中自動(dòng)生成可視化的電網(wǎng)潮流圖的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟1)根據(jù)設(shè)置的成圖粒度過濾條件，利用調(diào)配系統(tǒng)繪圖工具在圖形中生成廠站圖元和線路圖元；2)運(yùn)用基于擴(kuò)展力學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D布局算法，對(duì)廠站圖元進(jìn)行智能布局；3)運(yùn)用迷宮算法對(duì)智能布局后的圖形進(jìn)行智能布線；4)最后自動(dòng)關(guān)聯(lián)庫參數(shù)，并自動(dòng)進(jìn)行量測、動(dòng)態(tài)潮流、可視化餅圖等的標(biāo)注，最終生成可視化的電網(wǎng)潮流圖。
2.如權(quán)利要求1所述的一種在調(diào)配系統(tǒng)中自動(dòng)生成可視化的電網(wǎng)潮流圖的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的步驟為 所述的步驟為1)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的成圖粒度過濾條件，從當(dāng)前電網(wǎng)模型中搜索出符合條件的廠站和線路信息，在調(diào)配系統(tǒng)繪圖工具中將廠站圖元按平均分布的方式畫在圖形上，利用廠站間的拓?fù)潢P(guān)系，將互相連接的廠站用線路圖元連接； 2)運(yùn)用基于擴(kuò)展力學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D布局算法，對(duì)廠站圖元進(jìn)行智能布局；最終達(dá)到線路交叉最少、有連接的廠站盡量靠近、廠站分布均勻的效果； 3)對(duì)智能布局后的圖形利用迷宮算法進(jìn)行智能布線，生成電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)所使用的橫平豎直的正交圖； 布局過程中，采用迷宮算法進(jìn)行路徑求解，充分考慮廠站多出線及多進(jìn)線的情況，從而達(dá)到繪制的路徑交叉最少、路徑最短、顯示清晰的效果； 4)將線路圖元和廠站圖元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫里的相應(yīng)參數(shù)，線路圖元旁標(biāo)注該線路的量測圖元，線路圖元上生成可視化餅元，該可視化餅元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫中該線路的負(fù)載率，線路上生成表示潮流方向與大小的動(dòng)態(tài)潮流圖元，最終生成可視化的電網(wǎng)潮流圖。
3.如權(quán)利要求1所述的一種在調(diào)配系統(tǒng)中自動(dòng)生成可視化的電網(wǎng)潮流圖的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的步驟2)中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的布局算法中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D由節(jié)點(diǎn)和邊兩個(gè)要素組成；將廠站圖元映射為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D算法中的節(jié)點(diǎn)，線路圖元映射為邊，進(jìn)行智能布局。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在調(diào)配系統(tǒng)中自動(dòng)生成可視化的電網(wǎng)潮流圖的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟1)根據(jù)設(shè)置的成圖粒度過濾條件，利用調(diào)配系統(tǒng)繪圖工具在圖形中生成廠站圖元和線路圖元；2)運(yùn)用基于擴(kuò)展力學(xué)模型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D布局算法，對(duì)廠站圖元進(jìn)行智能布局；3)運(yùn)用迷宮算法對(duì)智能布局后的圖形進(jìn)行智能布線；4)最后自動(dòng)關(guān)聯(lián)庫參數(shù)，并自動(dòng)進(jìn)行量測、動(dòng)態(tài)潮流、可視化餅圖等的標(biāo)注，最終生成可視化的電網(wǎng)潮流圖。本發(fā)明能夠快速的生成電網(wǎng)調(diào)配系統(tǒng)所需要的可視化潮流圖形，為配調(diào)系統(tǒng)工程實(shí)施和電網(wǎng)分析研究提供有力的技術(shù)支持，智能自動(dòng)的成圖過程，不僅可以提高效率，而且大大減少了人為因素可能造成的疏漏，為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供技術(shù)保障。
文檔編號(hào)H02J13/00GK103066698SQ20121054596
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者祝項(xiàng)英, 金乃正, 章立宗, 張鋒明, 丁立新, 羅剛, 吳凌燕, 劉永新, 朱赤, 鄒全喜 申請(qǐng)人:紹興電力局, 東方電子股份有限公司, 國家電網(wǎng)公司