专利名称：一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术领域，具体地说是一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法。
背景技术：
IOkV配电网中部分馈线组成的区域正交图是配电管理系统中配电网调度人员监控实时运行信息的图形界面，数据一致、排布清晰、实用性强的区域正交图是不可缺少的图形资料，它有效减少了人工调图工作量，大大提高了配网实时监控效率。首先，基于地理接线图到区域正交图的自动转换，可以大大减少系统数据维护的工作量并保证数据一致性；其次，自动绘制美观、布局科学而又避免交叉的区域正交图，对于人工调节图形应用于配电网管理的实时监控应用尤为重要，而这方面的研究文献及应用实例较少。—方面,对于区域正交图自动布图的理论研究，有一种基于图论的配电网模型，他有效的将地理接线图自动转换为布局美观、不交叉的电气接线图。但该算法仅仅适用于架空线路，对于有多个展开多回路的地缆线路及地缆架空混合线路类型并不适用，而在区域正交图的实际应用中，具有多个展开多回路的地缆线路对站内设备的实时监控非常普遍；另外，该算法提出的基于图论的配电网模型，对于构成环的手拉手联络型馈线线路并没有做处理，而联络性区域正交图的实时监控是配电网所监控的重点线路类型。另一方面，对于区域正交图的实际应用领域，国家电网自动生成的区域正交图，兼容各种线路类型且排布美观，但图形局限于查看，对于配电管理实时监控的实际应用性较差。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法，其不仅能够有效的减轻工作人员调图工作量，而且适用范围广泛。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法，其特征是，包括以下步骤I)初始化准备；2)正交图生成21)获取不需要展开的多回路类型；22)搜索线路和设备；23)建立线路树结构；24)建立关键路径；25)计算电源点位置；26)计算设备大小；27)计算坐标；
28)生成正交接线图；3)正交图显示。上述方法中，所述初始化准备的步骤，就是正交图生成之前的初始化及判断，包括从地理接线图中获取生成正交图所必备的数据。上述方法中，所述建立线路树结构的步骤包括I)从配电线的出线开始，在已经搜索出的电气数据上进行搜索；2)按照深度优先递归搜索，穿过联络开关，一直搜索至线路末端为止；3)在搜索的过程中建立具有深度信息、可双向搜索的树；
4)设置变电站配电线出线为已经建立树结构的标志；5)建立好的树，存入树列表。上述方法中，所述建立关键路径的步骤，就是对每一棵树建立关键路径I)确立树的根节点，并记录一级分支及其节点，同时标识一级分支；1.1)首先搜索出整棵树的最大深度，以及最大深度对应的结点；1. 2)然后沿树结构一直向上搜索其父结点，一直搜索到树的根节点为止；1. 3)在此搜索过程中，标识搜索到的每一个结点已经被确定为某个分支的节点；1. 4)记录最后一个父节点为此分支的根节点；1. 5)记录该分支为一级分支，记录该分支的所有节点；2)确立分支的根节点，并记录N级分支及其节点，同时根据N级分支的根节点在上一级分支中顺序进行标识N级分支，其中N > 2 ;2.1)在剩余的未确定分支的节点中，搜索出最大深度，以及该最大深度对应的结占.2. 2)然后一直向上搜索其父节点，同时判断父节点是否已经确定分支，若父节点已经确定分支，则搜索停止；2. 3)在此搜索过程中，标识搜索到的每一个结点已经被确定为某个分支的节点；2. 4)记录那个在上一轮搜索中已经确定分支的父节点为此分支的根节点；2. 5)记录该分支为分支根节点所在分支的下一级分支，记录该分支的所有节点。上述方法中，所述计算坐标的步骤就是对每一棵树计算坐标I)按树分支的添加顺序，依次遍历每条分支，首先遍历一级分支；1.1)分支上的节点按照由父到子的顺序，依次计算每个设备的坐标；1. 2)记录该分支上设备的最大最小X、Y ；2)遍历每一个N级分支，其中N彡2 :2.1)分支上的节点按照由父到子的顺序，依次计算每个设备的坐标；2. 2)记录该分支上设备的最大最小X、Y ；2. 3)此分支与已经添加的分支进行交叉重叠判断，若无，则坐标计算成功；否则，从相交处开始，修正已经计算好坐标的所有设备坐标。本发明的有益效果是，本发明提出了针对地理接线图到区域正交图的自动排布算法，它具有以下优点及实用性I)图形效果上，自动生成的区域正交形排布科学、美观，有效的减轻了工作人
员调图工作量；
2)图形适用范围上，该算法可生成架空线路、地缆线路及混合型线路类型的区域正交图，且支持各种构成环路的手拉手联络型线路；3)图形实用性上，该算法图形基于配电网管理的图形监控要求，图形布局科学，有效、准确的应用于配电自动化系统中。
下面结合附图对本发明进一步说明图1是本发明的方法流程图；图2是本发明所述电气数据搜索结果示意图；图3是本发明所述的树结构示意图；图4是本发明所述的关键路径示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明的一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法，它包括以下步骤I)初始化准备，所述初始化准备就是正交图生成之前的初始化及判断，包括从地理接线图中获取生成正交图所必备的数据。2)正交图生成21)获取不需要展开的多回路类型，获取于架空、地缆及两种类型混合的线路中不需要展开的多回路类型。22)搜索线路和设备，需要生成正交图的配电线线路的搜索，沿虚线搜索，搜索的过程中，不建立线路树结构，当所有需要生成正交图的线路全部都搜索完，再建立线路的树结构。在配电线线路进行搜索过程中以出线开关(对于开闭所)或者配电线出线(对于变电站)对应的节点为起点，在系统图(或某个多回路子图)上，向负荷侧沿虚线搜索所有相关的线路、设备和拓扑数据，直到遇到线路末端或联络开关为止，停止本条线路的搜索。搜索完成用户选择的所有配电线线路的电气数据，并记录联络开关数据信息，以备生成多条联络关系馈线的正交图。23)建立线路树结构，依据已经搜索完的配电线线路的电气数据，以图论为基础，将设备(包括电源点、开关节点、T节点、线路末梢点、联络开关等)作为点、线路作为有向边，建立有向且有环的树结构(该树的每个子节点可能有多个父节点，每个父节点也可能有多个子节点)。对于相互没有联系的线路，建立各自独立的树结构；有联络关系的线路，建立同一个树结构，由一个变电站出线经过联络搜索到另一个变电站(另一个变电站作为普通节点处理)。24)建立关键路径，根据已经建立的树结构，建立关键路径(标识一级分支、二级分支，标识分支的添加顺序)。25)计算电源点位置，依据电源点相对于整条线路在地理沿布图上的坐标位置，确定电源点置于左侧还是右侧。26)计算设备大小，非多回路设备，依据图资图符大小指定定值为设备大小，以此确定设备间距来计算坐标；对于多回路,依据多回路内设备的最大最小坐标值，确定多回路的宽、高，作为多回路设备整体的大小。27)计算坐标，遍历已经建立的每棵树的关键路径，按照分支添加顺序，依次计算各个分支、及分支上各个节点坐标。28)生成正交接线图，整理拓扑数据，生成正交接线图。3)正交图显示，依据画布大小，调整正交图大小，保证正交图在生成时，全部显示在窗口中。上述方法中，所述建立线路树结构的步骤包括I)从配电线的出线开始，在已经搜索出的电气数据上进行搜索；2)按照深度优先递归搜索，穿过联络开关，一直搜索至线路末端为止； 3)在搜索的过程中建立具有深度信息、可双向搜索的树；4)设置变电站配电线出线为已经建立树结构的标志；5)建立好的树,存入树列表。由于该树有向且有环，在搜索过程中构成环时做特殊处理搜索过的每条路径上的节点存储在一个临时队列中，并且设置访问过的标记；当再次访问到该队列中已经访问过的节点时，说明构成环，开始进行节点的回退操作；一直回退到可选择其他不构成环的路径为止；最终队列中的节点，进入树结构的父子节点关系队列中，此条路径搜索成功。上述方法中，所述建立关键路径的步骤，就是对每一棵树建立关键路径I)确立树的根节点，并记录一级分支及其节点，同时标识一级分支；1.1)首先搜索出整棵树的最大深度，以及最大深度对应的结点；1. 2)然后沿树结构一直向上搜索其父结点，一直搜索到树的根节点为止；1. 3)在此搜索过程中，标识搜索到的每一个结点已经被确定为某个分支的节点；1. 4)记录最后一个父节点为此分支的根节点；1. 5)记录该分支为一级分支，记录该分支的所有节点；2)确立分支的根节点，并记录N级分支及其节点，同时根据N级分支的根节点在上一级分支中顺序进行标识N级分支，其中N > 2 ;2.1)在剩余的未确定分支的节点中，搜索出最大深度，以及该最大深度对应的结占.2. 2)然后一直向上搜索其父节点，同时判断父节点是否已经确定分支，若父节点已经确定分支，则搜索停止；2. 3)在此搜索过程中，标识搜索到的每一个结点已经被确定为某个分支的节点；2. 4)记录那个在上一轮搜索中已经确定分支的父节点为此分支的根节点；2. 5)记录该分支为分支根节点所在分支的下一级分支，记录该分支的所有节点。上述方法中，所述计算坐标的步骤就是对每一棵树计算坐标I)按树分支的添加顺序，依次遍历每条分支，首先遍历一级分支；1.1)分支上的节点按照由父到子的顺序，依次计算每个设备的坐标；1. 2)记录该分支上设备的最大最小X、Y ;2)遍历每一个N级分支，其中N彡2 :2.1)分支上的节点按照由父到子的顺序，依次计算每个设备的坐标；2. 2)记录该分支上设备的最大最小X、Y ；
2. 3)此分支与已经添加的分支进行交叉重叠判断，若无，则坐标计算成功；否则，从相交处开始，修正已经计算好坐标的所有设备坐标。图2是本发明所述电气数据搜索结果示意图。如图2所示，依据用户选择的要生成的正交图线路(即变电站配电线线路)，搜索出每条线路相关的线路、设备和拓扑数据。在此用户选择了 3条配电线路Fdrl、Fdr2、Fdr3，有I条为独立的线路(如图2 (a)所示)，2条有联络关系的线路(如图2 (b)和图2 (c)所示)，则搜索得到三条线路的电气数据。图3是本发明所述的树结构示意图，如图3所示，依据已经搜索到的配电线线路，在这些配电线线路的电气数据建立树结构。在此，若两条线路具有联络关系，则由一条线路穿过联络，搜索到另一条线路，建立同一棵树。根据以上搜索出的电气数据，建立树结构，由于三条配电线中，Fdrl为独立的配电线，其对应的树为Treel (如图3 (a)所示)，Fdr2和Fdr3为有联络关系的配电线，共同建立一棵树，对应树Tree2 (如图3 (b)所示)。图4是本发明所述的关键路径示意图，如图4所示，依据已经建立的树结构，针对每一棵树，建立关键路径(依据树深度，搜索每条路径包含的结点，标识一级分支、二级分支。。。，并标记分支添加顺序，即分支计算坐标的顺序)。依据上一步建立的树结构一Treel是由Fdrl建立的树(如图4 Ca)所示)，Tree2是有Fdr2和Fdr3共同建立的一棵树(如图4 (b)所示)。在此对Treel和Tree2建立关键路径，并标识分支等级及分支的添加顺序。
权利要求
1.一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法，其特征是，包括以下步骤 1)初始化准备； 2)正交图生成 21)获取不需要展开的多回路类型； 22)搜索线路和设备； 23)建立线路树结构； 24)建立关键路径； 25)计算电源点位置； 26)计算设备大小； 27)计算坐标； 28)生成正交接线图； 3)正交图显示。
2.根据权利要求1所述的一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法，其特征是，所述初始化准备的步骤，就是正交图生成之前的初始化及判断，包括从地理接线图中获取生成正交图所必备的数据。
3.根据权利要求1所述的一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法，其特征是，所述建立线路树结构的步骤包括 1)从配电线的出线开始，在已经搜索出的电气数据上进行搜索； 2)按照深度优先递归搜索，穿过联络开关，一直搜索至线路末端为止； 3)在搜索的过程中建立具有深度信息、可双向搜索的树； 4)设置变电站配电线出线为已经建立树结构的标志； 5)建立好的树，存入树列表。
4.根据权利要求1所述的一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法，其特征是，所述建立关键路径的步骤，就是对每一棵树建立关键路径 O确立树的根节点，并记录一级分支及其节点，同时标识一级分支； 1.1)首先搜索出整棵树的最大深度，以及最大深度对应的结点；1. 2)然后沿树结构一直向上搜索其父结点，一直搜索到树的根节点为止；1.3)在此搜索过程中，标识搜索到的每一个结点已经被确定为某个分支的节点；1.4)记录最后一个父节点为此分支的根节点； 1.5)记录该分支为一级分支，记录该分支的所有节点； 2)确立分支的根节点，并记录N级分支及其节点，同时根据N级分支的根节点在上一级分支中顺序进行标识N级分支，其中N > 2 ; 2.1)在剩余的未确定分支的节点中,搜索出最大深度，以及该最大深度对应的结点； 2.2)然后一直向上搜索其父节点，同时判断父节点是否已经确定分支，若父节点已经确定分支，则搜索停止； 2.3)在此搜索过程中，标识搜索到的每一个结点已经被确定为某个分支的节点； 2.4)记录那个在上一轮搜索中已经确定分支的父节点为此分支的根节点； 2.5)记录该分支为分支根节点所在分支的下一级分支，记录该分支的所有节点。
4、根据权利要求1所述的一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法，其特征是，所述计算坐标的步骤就是对每一棵树计算坐标 O按树分支的添加顺序，依次遍历每条分支，首先遍历一级分支； .1.1)分支上的节点按照由父到子的顺序，依次计算每个设备的坐标； .1.2)记录该分支上设备的最大最小X、Y ； .2)遍历每一个N级分支，其中N彡2 : .2.1)分支上的节点按照由父到子的顺序，依次计算每个设备的坐标； .2.2)记录该分支上设备的最大最小X、Y ； .2.3)此分支与已经添加的分支进行交叉重叠判断，若无，则坐标计算成功；否则，从相交处开始， 修正已经计算好坐标的所有设备坐标。
全文摘要
本发明公开了一种配电网地理接线图到区域正交图的自动转换方法，它主要通过以下步骤实现正交图的生成1)获取不需要展开的多回路类型；2)搜索线路和设备；3)建立线路树结构；4)建立关键路径；5)计算电源点位置；6)计算设备大小；7)计算坐标；8)生成正交接线图。本发明具有以下优点1)自动生成的区域正交形排布科学、美观，有效的减轻了工作人员调图工作量；2)可生成架空线路、地缆线路及混合型线路类型的区域正交图，且支持各种构成环路的手拉手联络型线路；3)基于配电网管理的图形监控要求，图形布局科学，有效、准确的应用于配电自动化系统中。
文档编号G06F17/50GK103020335SQ20121048267
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者李立生, 邵志敏, 李建修, 海涛, 邓嵩, 刘青 申请人:山东电力集团公司, 珠海许继电气有限公司