基于AutoCAD的电路模型提取方法、存储介质及电子设备与流程

本申请涉及电路模型提取技术领域，尤其涉及一种基于autocad的电路模型提取方法、存储介质及电子设备。

背景技术：

继电保护整定计算在保证电力系统安全、稳定、经济运行方面具有重要意义。随着电网规模的不断扩大，系统供电图日趋庞大复杂，电气行业内大多单位采用通用性强的autocad进行供电原理图绘制。从系统供电原理图的绘制阶段到系统继电保护整定计算阶段均需耗费大量时间。传统的继电保护整定在供电图纸绘制、整定计算及校验监督方面管理标准不够统一，人员工作量巨大；在计算方面常采用经验化的整定方式，缺乏电路模型的数据依托，在某些特殊情况下，整定值不精确的现象时有发生。

为了降低从autocad中提取电路数据的复杂性，提高图纸与计算之间的统一性，需要提供一种基于autocad的电路模型提取方法。

技术实现要素：

本申请的目的在于克服现有技术中电路模型提取依赖人工计算的不足，提供一种基于autocad的电路模型提取方法、存储介质及电子设备。

本申请的技术方案提供一种基于autocad的电路模型提取方法，包括如下步骤：

获取电路模型中各个元件的原始位置坐标，生成原始坐标表；

根据各个元件的拓扑关系对所述原始坐标表中的所述原始位置坐标进行修改，生成拓扑元件坐标表；

搜索所述拓扑元件坐标表，确定电路模型的起始节点；

以所述起始节点为起点，标注电路模型中其余节点的节点号；

根据所述节点号标注各个元件的位置数；

生成包括元件名称、节点号、位置数的电路模型数据提取表。

进一步地，所述原始坐标表包括元件名称、元件属性和原始位置坐标。

进一步地，所述根据各个元件的拓扑关系对所述原始坐标表中的所述原始位置坐标进行修改，生成拓扑元件坐标表，具体包括：

获取各个元件的所述元件属性，确定对应的拓扑关系；

根据所述拓扑关系，将各个元件的原始位置坐标修改为拓扑位置坐标；

合并所述拓扑位置坐标相同的元件，生成拓扑元件坐标表。

进一步地，所述原始位置坐标包括输入端原始坐标和输出端原始坐标；

所述根据所述拓扑关系，将各个元件的原始位置坐标修改为拓扑位置坐标，具体包括：

根据所述拓扑关系，将所述输入端原始坐标修改为起点坐标，将所述输出端原始坐标修改为终点坐标。

进一步地，所述搜索所述拓扑元件坐标表，确定电路模型的起始节点，具体包括：

获取每个元件的起点坐标，遍历其他元件的终点坐标；

若其他元件的终点坐标均不与所述起点坐标重合，则将所述起点坐标存储至起始节点列表；

删除所述起始节点列表中重复的坐标，确定所述起始节点列表中的所有坐标作为电路模型的起始节点。

进一步地，所述以所述起始节点为起点，标注电路模型中其余节点的节点号，具体包括：

确定每个元件的下级元件；

将起点坐标为所述起始节点的元件作为起始元件，根据所述起始元件的元件属性标注其起点坐标和终点坐标的节点号；

将所述起始元件的下级元件作为当前节点标注元件；

根据所述当前节点标注元件的所述元件属性，标注所述当前节点标注元件的终点坐标的节点号；

将所述当前节点标注元件的下级元件作为所述当前节点标注元件，重复前一步骤直至完成所有元件的终点坐标的节点号标注。

进一步地，所述确定每个元件的下级元件，具体包括：

以当前元件的终点坐标为基准，查找其他元件的起点坐标；

确定起点坐标与所述当前元件的终点坐标相同的元件为所述当前元件的下级元件。

进一步地，根据所述节点号标注各个元件的位置数，具体包括：

合并相同的节点号；

将起点坐标为所述起始节点的元件作为当前位置标注元件，标注所述当前位置标注元件的位置数；

将起点坐标的节点号与所述当前位置标注元件的终点坐标的节点号相同的元件作为所述当前位置标注元件，标注所述当前位置标注元件的位置数；

重复上一步骤直至完成所有元件的位置数标注。

本申请的技术方案还提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的基于autocad的电路模型提取方法的所有步骤。

本申请的技术方案还提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如前所述的基于autocad的电路模型提取方法的所有步骤。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本发明基于autocad进行电路模型提取，首先生成原始坐标表，之后根据元件拓扑关系生成拓扑元件坐标表，再对拓扑元件坐标表进行节点号和位置数的标注，得到电路模型数据提取表，实现了电路模型的自动提取，减少了人工计算量，提高数据提取的准确度。

附图说明

参见附图，本申请的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。图中：

图1是本申请一实施例中的基于autocad的电路模型提取方法的流程图；

图2是基于autocad绘制的电路模型；

图3是图2的电路模型的原始坐标表；

图4是图3的原始坐标表修改后的拓扑元件坐标表；

图5是图2的电路模型提取的电路模型数据提取表；

图6是一种多端口元件的坐标修改示意图；

图7是另一种多端口元件的坐标修改示意图；

图8是母线的坐标修改示意图；

图9是接有断路器的电缆的坐标修改示意图；

图10是完成节点号标注并将相同的节点号合并的电路模型；

图11是本申请一较佳实施例中的基于autocad的电路模型提取方法的流程图；

图12是本申请一实施例中电子设备的硬件结构图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本申请的具体实施方式。

容易理解，根据本申请的技术方案，在不变更本申请实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本申请的技术方案的示例性说明，而不应当视为本申请的全部或视为对申请技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述属于在本申请中的具体含义。

本申请实施例中的基于autocad的电路模型提取方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤s101：获取电路模型中各个元件的原始位置坐标，生成原始坐标表；

步骤s102：根据各个元件的拓扑关系对所述原始坐标表中的所述原始位置坐标进行修改，生成拓扑元件坐标表；

步骤s103：搜索所述拓扑元件坐标表，确定电路模型的起始节点；

步骤s104：以所述起始节点为起点，标注电路模型中其余节点的节点号；

步骤s105：根据所述节点号标注各个元件的位置数；

步骤s106：生成包括元件名称、节点号、位置数的电路模型数据提取表。

具体来说，电路模型基于autocad软件建立，电路模型中各个元件具有固定的位置坐标，步骤s101通过提取电路模型中各个元件的位置坐标作为原始位置坐标，并存储至原始坐标表中。之后步骤s101根据各个元件的拓扑关系，将原始坐标表修改为拓扑元件坐标表，包括：将多端口的元件进行端口合并、将拓扑关系中的无效元件进行合并，拓扑元件坐标表中，仅体现各有效元件之间的拓扑关系。步骤s103～s104对拓扑元件坐标表中各个元件的两端按照电路拓扑关系标注节点号，步骤s105再以节点号为参照基准标注各个元件的位置数，最后提取到包括元件名称、节点号、位置数的电路模型数据提取表。

本申请实施例可以通过c语言设计提取逻辑，实现autocad电路模型数据的自动提取，减少人工计算量，提高数据提取的准确度。

进一步地，步骤s101中所述原始坐标表包括元件名称、元件属性和原始位置坐标。

以图2所示的电路模型为例，该电路模型生成对应的原始坐标表如图3所示，包括元件名称和对应的元件号和元件属性，元件号用于区分电路中相同的元件，每个元件的原始位置坐标包括输入端坐标和输出端坐标，每个坐标包括x轴坐标值和y轴坐标值。以元件zk为例，如图2所示元件zk包括一个输入端和两个输出端，在图3的原始坐标表中，元件zk占用两行，每行对应一个输出端坐标。

进一步地，步骤s102所述根据各个元件的拓扑关系对所述原始坐标表中的所述原始位置坐标进行修改，生成拓扑元件坐标表，具体包括：

获取各个元件的所述元件属性，确定对应的拓扑关系；

根据所述拓扑关系，将各个元件的原始位置坐标修改为拓扑位置坐标；

合并所述拓扑位置坐标相同的元件，生成拓扑元件坐标表。

具体来说，对于不同的元件，根据其元件属性，在电路中具有不同的拓扑关系，根据不同拓扑关系，需要对元件的原始位置坐标进行修改。

由于所述原始位置坐标包括输入端原始坐标和输出端原始坐标；因此所述根据所述拓扑关系，将各个元件的原始位置坐标修改为拓扑位置坐标，具体为：

根据所述拓扑关系，将所述输入端原始坐标修改为起点坐标，将所述输出端原始坐标修改为终点坐标。

对元件的原始位置坐标的改，具体包括多端口元件的坐标修改、母线的坐标修改、电缆的坐标修改。

关于多端口元件的坐标修改：图6示出了一种具有一个输入端和多个输出端的多端口元件，其输出端之间的拓扑关系为并联关系，则将其输出端进行合并，合并为相同的坐标。图7示出了一种具有一个输入端和多个输出端的多端口元件，其输入端和输出端之间的拓扑关系为并联关系，则将输入端和与输入端并联的输出端进行合并，合并为同一坐标。

关于母线坐标修改：供电图中，母线以共用通路的形式连接多条并列下级线路，如图8所示，根据母线连接的拓扑关系，将母线转化为一个坐标点，并将与母线连接的下级元件的输入端坐标修改为母线的坐标。

关于电缆坐标的修改：电缆作为一个特殊的电气元件在实际的电路模型中起到了连接各电气元件，输送电能的作用。在电路模型的提取中，与电缆相连的断路器、互感器等元件通常不采用独立的节点号表示，而是通过与之相连的电缆节点号表示其拓扑关系。因此，两根电缆相连接并且其连接点并非分支点时，在判断两根电缆的单位电阻、单位电抗对应相等时，将两根电缆合并，取消连接处的坐标。在特殊情况下，电缆中连接有短路器、互感器，需要以电缆节点、位置数信息表示断路器、互感器信息时，如图9所示，与断路器上下级连接的元件均为电缆，将断路器的两端坐标分别延拓指两侧电缆，而取消电缆的两端坐标，并记录延拓后的电缆中连接有断路器(并记录在最终的电路模型数据提取表中)。

依照拓扑关系将各个元件的原始位置坐标修改为拓扑位置坐标后，拓扑位置坐标相同的元件进行合并，图3所示的原始坐标表经过修改后生成的拓扑元件坐标表如图4所示，其中取消了元件b1、b2、l3、l7等，并将多端口元件的端口进行合并。

进一步地，所述步骤s103：搜索所述拓扑元件坐标表，确定电路模型的起始节点，具体包括：

获取每个元件的起点坐标，遍历其他元件的终点坐标；

若其他元件的终点坐标均不与所述起点坐标重合，则将所述起点坐标存储至起始节点列表；

删除所述起始节点列表中重复的坐标，确定所述起始节点列表中的所有坐标作为电路模型的起始节点。

在电气供电图中，均有一个用于连接电源的元件，在电路模型中，该元件与电源连接的一端即为电路模型的起始节点。起始节点的特点在于，不与其他元件的终点连接。因此，依次以每个元件的起点坐标为基准，遍历其他元件的终点坐标，若其他所有元件的终点坐标均不与该元件的起点坐标重合，则该元件的起点坐标为起始节点，则将该起点坐标存储至起始节点列表中，一个电路模型中，可以有多个元件直接与电源连接，因此电路模型可以具有多个起始节点。

由于存在一个起始节点连接多条分支的情况，因此，在前述遍历过程中，该起始节点会被多次采集，因此需要将起始节点列表中重复的坐标删除，每个起始节点仅保留一个坐标数据。

进一步地，所述步骤s104中：以所述起始节点为起点，标注电路模型中其余节点的节点号，具体包括：

确定每个元件的下级元件；

将起点坐标为所述起始节点的元件作为起始元件，根据所述起始元件的元件属性标注其起点坐标和终点坐标的节点号；

将所述起始元件的下级元件作为当前节点标注元件；

根据所述当前节点标注元件的所述元件属性，标注所述当前节点标注元件的终点坐标的节点号；

将所述当前节点标注元件的下级元件作为所述当前节点标注元件，重复前一步骤直至完成所有元件的终点坐标的节点号标注。

具体来说，连接在元件终点的其他元件即为该元件的下级元件，在节点号标注中，首先重合的坐标为一个节点，标注一个节点号，其次根据元件属性，特殊元件属性的起点坐标和终点坐标也认为一个节点，标注同一个节点号。

需要说明的是，在不同的实际应用中，需要根据电路模型提取目的的不同，对元件的元件属性进行设置，以满足提取需求。

本申请实施例中以起点坐标为所述起始节点的元件作为起始元件，根据每个元件的分支顺序进行节点号的标注。首先将起始元件的起点坐标标注节点号1，终点坐标标注节点号2；之后将起始元件的下级元件作为当前节点标注元件，依次对当前节点标注元件的终点坐标进行标注，根据当前节点标注元件的元件属性确定是否需要对节点号进行加1标注，例如，起始元件有三个下级元件，分别为a、b、c，若a的元件属性决定了节点号需要进行加1标注，则将a的终点坐标标注节点号3；之后对b进行节点号标注，若b的元件属性决定了节点号不需要进行加1标注，则将b的终点坐标标注节点号2(与元件b的起点坐标的节点号相同)；之后对c进行节点号标注，若c的元件属性决定了节点号需要进行加1标注，则将c的终点坐标标注节点号4。

之后再将当前节点标注元件的下级元件作为当前节点标注元件，继续进行节点号的标注，重复这一步骤直至完成所有元件的终点坐标的节点号标注。

进一步地，所述确定每个元件的下级元件，具体包括：

以当前元件的终点坐标为基准，查找其他元件的起点坐标；

确定起点坐标与所述当前元件的终点坐标相同的元件为所述当前元件的下级元件。

对每个元件执行上述步骤，从而确定每个元件的下级元件及下级元件的个数(即图4中的下级连接数)。

进一步地，步骤s105中根据所述节点号标注各个元件的位置数，具体包括：

合并相同的节点号；

将起点坐标为所述起始节点的元件作为当前位置标注元件，标注所述当前位置标注元件的位置数；

将起点坐标的节点号与所述当前位置标注元件的终点坐标的节点号相同的元件作为所述当前位置标注元件，标注所述当前位置标注元件的位置数；

重复上一步骤直至完成所有元件的位置数标注。

具体来说，在进行位置数标注之前，先将相同的节点号进行合并，简化电路模型，作为一个例子，图10示出了一个完成节点号标注并将相同的节点号合并的电路模型。

之后进行位置数标注，位置数标注的顺序逻辑与节点号标注的逻辑近似，按照节点号的顺序，将起点坐标的节点号为1的元件作为当前位置标注元件，标注位置数为1；再将起点坐标的节点号为当前位置标注元件的节点号2相同的元件作为当前位置标注元件，标注位置数为2，重复这一步骤，每次标注的位置数加1，直至完成所有元件的位置数的标注。具体可参照图9示出了各个元件的位置数的标注。

至此，完成了电路模型中节点号、位置数的提取，生成包括元件名称、节点号、位置数的电路模型数据提取表即完成电路模型的提取。如图5所示，示出了图2的电路模型经过上述数据提取后生成的电路模型数据提取表。

图11示出了本申请一较佳实施例中的基于autocad的电路模型提取方法的流程图，包括：

步骤s201：获取电路模型中各个元件的原始位置坐标，生成原始坐标表；

步骤s202：获取各个元件的所述元件属性，确定对应的拓扑关系；

步骤s203：根据所述拓扑关系，将所述输入端原始坐标修改为起点坐标，将所述输出端原始坐标修改为终点坐标；

步骤s204：合并所述拓扑位置坐标相同的元件，生成拓扑元件坐标表；

步骤s205：获取每个元件的起点坐标，遍历其他元件的终点坐标；

步骤s206：若其他元件的终点坐标均不与所述起点坐标重合，则将所述起点坐标存储至起始节点列表；

步骤s207：删除所述起始节点列表中重复的坐标，确定所述起始节点列表中的所有坐标作为电路模型的起始节点；

步骤s208：以当前元件的终点坐标为基准，查找其他元件的起点坐标；

步骤s209：确定起点坐标与所述当前元件的终点坐标相同的元件为所述当前元件的下级元件；

步骤s210：将起点坐标为所述起始节点的元件作为起始元件，根据所述起始元件的元件属性标注其起点坐标和终点坐标的节点号；

步骤s211：将所述起始元件的下级元件作为当前节点标注元件；

步骤s212：根据所述当前节点标注元件的所述元件属性，标注所述当前节点标注元件的终点坐标的节点号；

步骤s213：若完成所有元件的节点号标注，则执行步骤s215；否则执行步骤s214；

步骤s214：将所述当前节点标注元件的下级元件作为所述当前节点标注元件，返回步骤s212；

步骤s215：合并相同的节点号；

步骤s216：将起点坐标为所述起始节点的元件作为当前位置标注元件，标注所述当前位置标注元件的位置数；

步骤s217：若完成所有元件的位置数标注，则执行步骤s219，否则执行步骤s218；

步骤s218：将起点坐标的节点号与所述当前位置标注元件的终点坐标的节点号相同的元件作为所述当前位置标注元件，标注所述当前位置标注元件的位置数，之后返回步骤s217；

步骤s219：生成包括元件名称、节点号、位置数的电路模型数据提取表。

本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行前述任一方法实施例中的基于autocad的电路模型提取方法的所有步骤。

图12示出了本申请的一种电子设备，包括：

至少一个处理器121；以及，

与所述至少一个处理器121通信连接的存储器122；其中，

所述存储器122存储有可被所述至少一个处理器121执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器121执行，以使所述至少一个处理器121能够执行前述任一方法实施例中的基于autocad的电路模型提取方法的所有步骤。

图12中以一个处理器122为例：

电子设备还可以包括：输入装置123和输出装置124。

处理器121、存储器122、输入装置123及显示装置124可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。

存储器122作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的基于autocad的电路模型提取方法对应的程序指令/模块，例如，图1、11所示的方法流程。处理器121通过运行存储在存储器122中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的基于autocad的电路模型提取方法。

存储器122可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据基于autocad的电路模型提取方法的使用所创建的数据等。此外，存储器122可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器122可选包括相对于处理器121远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行基于autocad的电路模型提取方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置123可接收输入的用户点击，以及产生与基于autocad的电路模型提取方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置124可包括显示屏等显示设备。

在所述一个或者多个模块存储在所述存储器122中，当被所述一个或者多个处理器121运行时，执行上述任意方法实施例中的基于autocad的电路模型提取方法。

以上所述的仅是本申请的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，将分别公开在不同的实施例中的技术方案适当组合而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内，在本申请原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本申请的保护范围。