一种智能变电站一次拓扑连接图生成方法及装置与流程

本发明涉及一种智能变电站一次拓扑连接图生成方法及装置，属于电力系统智能变电站综合自动化技术领域。

背景技术：

随着智能变电站推广，作为变电站基础模型的一次系统拓扑模型，日益受到主站侧、厂站侧的重视，对一次拓扑模型的规范性，也提出了更高的要求。

在变电站工程应用中，通常情况下变电站一次系统拓扑模型生成需要经历拓扑连接图绘制、拓扑模型生成两个阶段。其中拓扑连接图绘制是模型生成的基础，拓扑连接图的绘制质量将直接影响最终的拓扑模型。在实际应用过程中，由于手工绘制的原因，设备图元往往不够规范，设备图元间连接关系也缺乏直观、有效的连接性校验手段，经常会出现一次设备间漏连、错连的情况，影响一次拓扑模型的准确性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种智能变电站一次拓扑连接图生成方法及装置，以解决目前变电站一次拓扑图制作过程中出现的一次设备图元错连、漏连问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种智能变电站一次拓扑连接图生成方法，该方法的步骤如下：

一种智能变电站一次拓扑连接图生成方法，其特征在于，该生成方法包括以下步骤：

1)构建每种类型一次设备样式的基本图元属性，制作一次设备样式；

2)根据现场电气接线图，针对不同的间隔制作不同的间隔样式；

3)以间隔为单位，对间隔样式内一次设备拓扑连接关系进行校验；

4)以间隔样式为基础进行一次系统拓扑连接图的绘制。

进一步地，所述的步骤1)中一次设备样式的制作过程如下：

A.绘制基础图元，并根据绘制的基础图元生成一次设备图元；

B.根据一次设备类型采用图形化定义的方式为一次设备图元添加端子，使端子成为一次设备图元的图形属性；

C.根据设备类型，对一次设备图元样式进行保存，以得到一次设备样式库。

进一步地，所步骤2)一次间隔样式的制作过程如下：

a.明确间隔类型、间隔中一次设备类型及数目，以及一次设备间相对布局方式；

b.从一次设备样式库中一次搜索到的对应类型的一次设备图元，并生成对应类型的一次设备图元；

c.按照一次电气图上对应间隔中一次设备间相对布局方式，对已生成的一次设备进行布局上的调整；

d.按照一次电气图上对应间隔中一次设备连接方式，使用拓扑连接线对间隔内所有一次设备进行连接；

f.将得到的各个间隔样式进行保存，以形成一次间隔样式库。

进一步地，所述步骤3)中以间隔为单位，对间隔样式内一次设备拓扑连接关系进行校验的过程如下：

I.核对间隔样式内所有一次设备图元、拓扑连接点和拓扑连接线，以确保一次设备图元名称唯一、拓扑连接点名称唯一以及拓扑连接线名称唯一；

II.搜索并找出本间隔样式内所有的拓扑连接线，依次遍历搜索到的拓扑连接线；

III.对任意一拓扑连接线，找出与该拓扑连接线有直接图形连接关系的拓扑连接点；

IV.依次遍历步骤III中所有拓扑连接点，找出拓扑连接点所归属的一次设备图元，记录拓扑连接点名称、归属一次设备图元名，并以二元组表征，以集合的形式记录所有的二元组；

V.重复步骤II-IV直到所有拓扑连接线均被遍历。

进一步地，所述步骤4)中一次系统拓扑连接图的绘制过程如下：

(1)明确全站各电压等级下间隔类型、母线类型、母线接线方式、主变数目和主变各侧间隔类型的基本信息；

(2)按照一次电气图，从一次设备样式库中匹配对应的主变样式，创建相应的主变图元；

(3)以主变为基准，从间隔样式库中匹配对应的主变间隔样式，创建对应的主变间隔图元；

(4)以电压等级为依据，按照一次电气图，从样式库中匹配对应的母线样式，创建相应的母线图元；

(5)以步骤(4)中创建的母线为基准，依照一次电气图，匹配间隔样式库，创建对应的间隔图元；

(6)针对母线与母线下各一次间隔，添加对应的拓扑连接点，并针对主变与主变各侧间隔，创建相应的拓扑连接线。

本发明还提供了一种智能变电站一次拓扑连接图生成装置，该装置包括一次设备样式生成模块、间隔样式生成模块、校验模块和绘制模块，

所述一次设备样式生成模块用于构建每种类型一次设备样式的基本图元属性，制作一次设备样式；

所述间隔样式生成模块用于根据现场电气接线图，针对不同的间隔制作不同的间隔样式；

所述校验模块用于以间隔为单位，对间隔样式内一次设备连接关系进行校验；

所述绘制模块用于以间隔样式为基础进行一次系统拓扑连接图的绘制。

进一步地，所述一次设备样式生成模块包括：

用于绘制基础图元，并根据绘制的基础图元生成一次设备图元的单元；

用于根据一次设备类型采用图形化定义的方式为一次设备图元添加端子，使端子成为一次设备图元的图形属性的单元；

用于根据设备类型，对一次设备图元样式进行保存，以得到一次设备样式库的单元。

进一步地，所述间隔样式生成模块包括：

用于明确间隔类型、间隔中一次设备类型及数目，以及一次设备间相对布局方式的单元；

用于从一次设备样式库中一次搜索到的对应类型的一次设备图元，并生成对应类型的一次设备图元的单元；

用于按照一次电气图上对应间隔中一次设备间相对布局方式，对已生成的一次设备进行布局上调整的单元；

用于按照一次电气图上对应间隔中一次设备连接方式，使用拓扑连接线对间隔内所有一次设备进行连接的单元；

用于将得到的各个间隔样式进行保存，以形成一次间隔样式库的单元。

进一步地，所述绘制模块包括：

用于明确全站各电压等级下间隔类型、母线类型、母线接线方式、主变数目和主变各侧间隔类型的基本信息的单元；

用于按照一次电气图，从一次设备样式库中匹配对应的主变样式，创建相应主变图元的单元；

用于以主变为基准，从间隔样式库中匹配对应的主变间隔样式，创建对应的主变间隔图元的单元；

用于以电压等级为依据，按照一次电气图，从样式库中匹配对应的母线样式，并创建相应的母线图元的单元；

用于以创建的母线为基准，依照一次电气图，匹配间隔样式库，并创建对应的间隔图元的单元；

用于针对母线与母线下各一次间隔，添加对应的拓扑连接点，并针对主变与主变各侧间隔，创建相应的拓扑连接线的单元。

进一步地，所述校验模块的校验过程如下：

I.核对间隔样式内所有一次设备图元、拓扑连接点和拓扑连接线，以确保一次设备图元名称唯一、拓扑连接点名称唯一以及拓扑连接线名称唯一；

II.搜索并找出本间隔样式内所有的拓扑连接线，依次遍历搜索到的拓扑连接线；

III.对任意一拓扑连接线，找出与该拓扑连接线有直接图形连接关系的拓扑连接点；

IV.依次遍历步骤III中所有拓扑连接点，找出拓扑连接点所归属的一次设备图元，记录拓扑连接点名称、归属一次设备图元名，并以二元组表征，以集合的形式记录所有的二元组；

V.重复步骤II-IV直到所有拓扑连接线均被遍历。

本发明的有益效果是:本发明通过引入间隔样式的概念，将一次间隔与样式结合起来，根据变电站一次间隔实际布局特征，灵活调整间隔内设备布局，形成不同类型的间隔样式，并最终形成一次间隔样式库。在一次间隔样式生成时，对本间隔进行拓扑连接校验，并将拓扑连接结果以图形化的方式给予展示，实现了间隔内拓扑连接的可视化、可校验化，有效地减少了间隔内一次设备漏连、错连出现的概率。本发明将一次间隔样式作为全站一次拓扑连接图生成的基础，只需要进行少量的拓扑连接操作，即可形成全站拓扑连接图，在保证一次拓扑连接准确性的前提下，减少了人工干预，提高了工作效率。

附图说明

图1是带端子定义的一次设备图元样式示意图；

图2是基于一次设备样式的一次间隔样式示意图；

图3是一次间隔样式图形化校验结果示意图；

图4是基于一次间隔样式的全站一次拓扑连接示意图；

图5是全站一次拓扑连接关系输出。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

本发明智能变电站一次拓扑连接图生成方法的实施例

本发明将一次间隔与样式结合起来，根据变电站一次间隔实际布局特征，灵活调整间隔内设备布局，以形成不同类型的间隔样式，该方法的具体是实现步骤如下：

1.制作一次设备类图元样式。

一次设备类图元样式是本发明中一次间隔样式、一次设备拓扑连接图生成的基础。根据已颁布的电力图形规范，并结合CIM模型，本发明将一次拓扑端子作为一次设备的基本图形属性，在一次设备样式制作阶段，直接图形化生成一次拓扑端子，并将其与一次设备一起图形化表征、展示。在制作的过程中，包括下述三个过程。

1)基础图元绘制及一次设备图元生成。

2)根据一次设备类型，结合现有电力图形规范，采用图形化定义的方式，为一次设备图元添加端子，使端子成为一次设备图元的图形属性。

3)根据设备类型，对制作完成的一次设备图元样式进行保存，并最终生成一次设备样式库。

通过上述过程，本实施例中得到的一次设备图元样式如图1所示，该图元样式中包含有端子定义。

2.制作一次间隔样式

一次间隔样式的制作以一次设备样式为基础，根据现场实际的需要，需结合现场电气接线图，针对不同的间隔制作不同的间隔样式，例如制作线路间隔样式时，需要预知：电压等级、线路接线方式(即双母接线方式、单母接线方式)、一次设备数目、一次设备类型、一次设备间相对布局方式等。在进行一次设备连接时，只能使用连接线进行。制作对应的一次间隔样式，最终的目的是形成对应的一次间隔样式库以方便复用的需要。具体的样式制作过程如下：

1)明确间隔类型、间隔中一次设备类型及数目、一次设备间相对布局方式；

2)从一次设备样式库中依次搜索到对应类型的一次设备图元，并生成对应类型的一次设备图元；

3)按照一次电气图上对应间隔中一次设备间相对布局方式，对上述已生成的一次设备进行布局上的调整；

4)按照一次电气图上对应间隔中一次设备连接方式，使用拓扑连接线进行对间隔内所有一次设备进行拓扑连接；

5)间隔样式保存，形成对应的一次间隔样式库。

通过上述过程，本实施例中基于步骤1中的一次设备图元样式得到的一次间隔样式如图2所示。

3.一次间隔样式图形化校验。

针对一次设备拓扑连接过中可能出现的拓扑连接线漏连、错连的问题，本发明先以间隔为单位，进行间隔内一次设备连接关系校验，并采用图形化展示的方法，将间隔内一次设备实际拓扑连接情况予以展示。本实施例中对图2中的一次间隔样式图形化校验结果如图3所示。对间隔样式内一次设备拓扑连接关系进行校验的过程如下：

(1)名称唯一性核对：

核对间隔样式内所有一次设备图元及其拓扑连接点，确保一次设备图元名称唯一、拓扑连接点名称唯一；

核对间隔样式内所有的拓扑连接线，确保拓扑连接线名称唯一。

(2)间隔样式内拓扑连接关系校验：

步骤1：搜索并找出本间隔样式内所有的拓扑连接线，依次遍历搜索到的拓扑连接线；

步骤2：对任意一拓扑连接线，找出与该拓扑连接线有直接图形连接关系的拓扑连接点；

步骤3：依次遍历步骤2中所有拓扑连接点，找出拓扑连接点所归属的一次设备图元，记录拓扑连接点名称、归属一次设备图元名，并以二元组(拓扑点名，归属一次设备图元名)表征；

步骤4：以集合的形式记录步骤3中所有的二元组；

步骤5：重复步骤2-4直到步骤1中所有拓扑连接线均被遍历。

(3)针对(2)中的拓扑连接校验结果予以图形化展示。

4.制作全站一次设备拓扑连接图。

本发明并以间隔样式为基础进行一次系统拓扑连接的制作，在全站拓扑连接图制作过程中，需要结合现场电气接线图，针对间隔的电气布局方式，进行必要的布局调整。例如需要预知：全站主变台数、各电压等级下母线类型、母线与对应间隔的布局方式、主变间隔与主变间布局方式等。具体过程如下：

1)明确各全站各电压等级下间隔类型、母线类型、母线接线方式、主变数目、主变各侧间隔类型等基本信息；

2)按照一次电气图，从一次设备样式库中匹配对应的主变样式，创建相应的主变图元；

3)以主变为基准，从间隔样式库中匹配对应的主变间隔样式，创建对应的主变间隔图元；

4)以电压等级为依据，按照一次电气图，从样式库中匹配对应的母线样式，创建相应的母线图元；

5)以4)中创建的母线为基准，依照一次电气图，匹配间隔样式库，创建对应的间隔图元；

6)针对母线与母线下各一次间隔，添加对应的拓扑连接点；

7)针对主变与主变各侧间隔，创建相应的拓扑连接线。

通过上述过程，本实施例中基于一次间隔样式得到的全站一次系统拓扑连接图如图4所示。

5.全站一次设备拓扑连接图展示。

针对步骤4中已经生成的一次设备拓扑连接图，进行拓扑模型预保存，将相应的一次设备连接信息以间隔为单位进行输出，方便校验，如图5所示。

通过上述过程，本发明能够根据变电站一次间隔实际布局特征，灵活调整间隔内设备布局，形成不同类型的间隔样式，并最终形成一次间隔样式库。在一次间隔样式生成时，对本间隔进行拓扑连接校验，并将拓扑连接结果以图形化的方式给予展示，实现了间隔内拓扑连接的可视化、可校验化，有效地减少了间隔内一次设备漏连、错连出现的概率。

本发明智能变电站一次拓扑连接图生成装置的实施例

本发明的智能变电站一次拓扑连接图生成装置包括一次设备样式生成模块、间隔样式生成模块、校验模块和绘制模块，一次设备样式生成模块用于构建每种类型一次设备样式的基本图元属性，制作一次设备样式；间隔样式生成模块用于根据现场电气接线图，针对不同的间隔制作不同的间隔样式；校验模块用于以间隔为单位，对间隔内一次设备连接关系进行校验；绘制模块用于以间隔样式为基础进行一次系统拓扑连接图的绘制。各模块的具体实现过程已在方法的实施例中进行了详细说明，这里不再赘述。

以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。