一种基于cim模型的输配电网自动成图系统的制作方法
一种基于cim模型的输配电网自动成图系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种输配电网自动成图的方法，具体为一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统。
【背景技术】
[0002]随着电力行业的发展和电网规模的不断扩大，信息量越来越大，电力系统的分析和计算也越来越复杂，迫切需要建立完整准确的电力系统网络模型来模拟实际电网。各电力系统厂家都有各自的电网建模方式，但是由于开发商或系统版本的不同，创建出的模型、图形或数据库在结构上存在很大的差异，形成一定程度的“信息孤岛”，导致不同系统间的信息共享和实现某种程度上的互操作变得非常困难。为此，国际电工委员会第57届技术委员会(IEC TC57)在美国电力科学院(EPRI)CCAPI项目的基础上制定了IEC 61970系列标准，使能量管理系统(EMS)的应用软件组件化和开放化，能即插即用和互联互通，降低系统集成成本和保护用户资源。
[0003]基于IEC61970的系列标准，为自动生成电气接线图形提供了研究基础。其实，国外很早就出现了单线图自动成图的概念，早在1993年，新加坡学者就提出了单线图自动成图的概念，并提出采用大规模电路设计的布线算法完成输电网络的单线图的生成，其主要原则是“最短连接线、最少的交叉、元件均匀分布”，该方法提出输电网络的图形生成应分为自动布局和自动布线两部分，布局采用力导演算法，而将布线分为平面规划放置和走线三个步骤。该方法以输电网络为主要研究对象，以发电厂为电源点，并从其出发，建立有向树，离根部级数相同的元件(母线、断路器)放置在相同的纵坐标上，显然这种排法与常规的电气接线图的横平竖直的方法不一致。单线图自动成图的概念被提出之后，逐渐引起国内外电力行业领域的学者的关注，人们开始研究电网的自动成图技术。
[0004]近些年来，计算机在电力系统中的应用越来越广泛，而电力系统的网络图形又是电力系统分析的基础，所以人们开始研究应用于电力系统的图形系统。电力系统接线图是电网管理重要基础，通过它电力运行人员可以监视整个电网中各个电力元件的运行状态，分析配电网的拓扑结构及潮流方向等重要的数据，从而给电力运行人员对电网的调度提供巨大的便捷。传统的单线图是由专业的技术人员在图纸上手工绘制或者利用电力相关的辅助绘图软件绘制而成的，不仅绘制成本较高而且更新速度慢，随着系统规模的不断扩大，而且近年来电网的改造和线路的变动比较频繁，对应的图形还需要不断的调整和修改。事实上，国家电网公司在近年来已经建立了相对成熟的符合CM标准的电力设施的地理分布图和站内接线图。但是由于自动成图技术不成熟、图形的格式不统一、信息安全级别不同等原因，不同应用系统之间的图形信息交互十分困难，往往需要各自维护一套图形系统，这样不但使得开发和维护成本进一步提高，而且在造成数据冗余的同时，容易带来信息不一致，给电力运行人员的日常工作带来不便。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种对输配电网图形及CM数据模型进行研究，对已有自动成图算法进行了深入分析，总结这些自动成图算法的存在的缺陷，综合他们的优缺点，提出了新的自动成图算法，实现基于IEC61970标准中的CIM规范，通过接口读取和解析能量管理系统(EMS)中(ΠΜ模型文件，自动生成直观的电气接线图的成图系统。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，包括以下步骤，
(1)研究输配电网接线图的结构特点和布置规则，为输配电网网络选择合适的拓扑结构;研究选择使用(ΠΜ模型作为图形生成的数据来源的意义；
(2)研究基于(ΠΜ模型的输配电网图形的自动生成，针对以往成图算法存在的缺陷提出新的自动成图的算法；
(3)对提出的自动成图算法进行编程实现，读取CIM描述的设备拓扑关系，在计算机屏幕上完成输配电网电气接线图的自动生成；
(4)通过多个算例的分析，与已有的自动成图算法进行对比，验证本研究成图算法在时间性能、生成效果图的美观紧凑及符合输配电网图形布置规则程度上的优越性。
[0007]包括与第三方源系统连接的数据接口模块，用于对数据接口模块获取第三方源系统CIM模型数据进行分析的CIM数据分析模块，与QM数据分析模块连接的自动成图算法分配坐标系模块，与自动成图算法分配坐标系模块连接的生成矢量图形模块，与生成矢量图形模块连接的图形控制模块。
[0008]所述的数据接口模块为标准的数据接口方式。
[0009]所述的(ΠΜ数据分析模块包括:
1)、CIM数据解析:通过ETL(数据仓库技术)对从SCADA系统中获取的CIM模型数据文件进行可灵活配置、定时调度计划以及多种数据格式的数据的抽取(extract)、转换(transform)、加载(load)至临时接口库，再从接口库抽取到模型正式库，为自动生成图形提供数据支持;2)自动解析模型正式库数据:系统支持从不同的模块读取正式库中由CIM表示的电网的图形信息，将这些数据组装成图形自动布局时所需要的图中节点标准模型数据XML Schema ,并根据返回的XML数据可以生成绘图核心(Cor e )支持的节点模型(Modellet)，最后由绘图框架(Framework)对生成的节点模型反序列化为绘图核心图元(Graphlet) ο
[0010]所述的自动成图算法分配坐标模块是对已经生成的绘图核心(Core)支持的节点模型(Modellet)，根据在CM数据文件中的相互连接关系以及标准的电力接线方式对其按照不同的布局算法自动分配坐标位置和生成拓扑连接关系。
[0011 ] 所述的生成矢量图形模块为绘图框架(Framework)对所有节点模型(Modellet)通过Command命令模式对节点坐标计算完成之后，系统会根据不同设备类型对应的图形符号，利用Adobe Flex绘图开发包(Flex SDK)来自动渲染成矢量图形，即图形用户界面(Graphical User Interface，简称⑶I)中显示的标准电力元件设备，同时生成设备的拓扑连接关系绘制出拓扑结构图形，并根据设备的基准电压等级渲染出电力系统中的标准颜色。
[0012]所述的图形控制模块是为了用户更方便的分析生成的图形而设计，它负责对生成的图形进行包括选择、拖动、缩放、复制、粘贴和保存操作。
[0013]积极有益效果:本发明针对传统的电气接线图手工生成和维护工作量大、图形之间的格式不统一以及之间交互困难的现状，在对基于(ΠΜ标准的图形，利用计算机实现电气接线图的自动生成将会给电力运行人员带来巨大便捷。自动成图不仅能提高系统自动配置能力，更有效地支持调度决策，也是实现智能电网智能化调度的关键技术之一。
【附图说明】
[0014]附图1为功能模块结构图；
附图2为自动成图流程图；
附图3为拓扑分析图；
附图4为变电站内布局转换流程图；
附图5为母线布局转换类；
附图6为母线布局转换流程图；
附图7为出线布局转换类；
附图8为单条馈线单线图；
附图9为已绘制设备所占矩形区域图；
附图10为添加虚拟节点示意图；
附图11为连接多个开关的节点的图形模型图；
附图12为配电网自动成图流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图，对本发明做进一步的说明:
一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，包括以下步骤，
(1)研究输配电网接线图的结构特点和布置规则，为输配电网网络选择合适的拓扑结构;研究选择使用(ΠΜ模型作为图形生成的数据来源的意义；
(2)研究基于(ΠΜ模型的输配电网图形的自动生成，针对以往成图算法存在的缺陷提出新的自动成图的算法；
(3)对提出的自动成图算法进行编程实现，读取CIM描述的设备拓扑关系，在计算机屏幕上完成输配电网电气接线图的自动生成；
(4)通过多个算例的分析，与已有的自动成图算法进行对比，验证本研究成图算法在时间性能、生成效果图的美观紧凑及符合输配电网图形布置规则程度上的优越性。
[0016]包括与第三方源系统连接的数据接口模块，用于对数据接口模块获取第三方源系统CIM模型数据进行分析的CIM数据分析模块，与QM数据分析模块连接的自动成图算法分配坐标系模块，与自动成图算法分配坐标系模块连接的生成矢量图形模块，与生成矢量图形模块连接的图形控制模块。
[0017]所述的数据接口模块为标准的数据接口方式。
[0018]所述的(ΠΜ数据分析模块包括:
1)、CIM数据解析:通过ETL(数据仓库技术)对从SCADA系统中获取的CIM模型数据文件进行可灵活配置、定时调度计划以及多种数据格式的数据的抽取(extract)、转换( transform)、加载(load)至临时接口库，再从接口库抽取到模型正式库，为自动生成图形提供数据支持;2)自动解析模型正式库数据:系统支持从不同的模块读取正式库中由CIM表示的电网的图形信息，将这些数据组装成图形自动布局时所需要的图中节点标准模型数据XML Schema ,并根据返回的XML数据可以生成绘图核心(Cor e )支持的节点模型(Modellet)，最后由绘图框架(Framework)对生成的节点模型反序列化为绘图核心图元(Graphlet) ο
[0019]所述的自动成图算法分配坐标模块是对已经生成的绘图核心(Core)支持的节点模型(Modellet)，根据在CM数据文件中的相互连接关系以及标准的电力接线方式对其按照不同的布局算法自动分配坐标位置和生成拓扑连接关系。
[0020]所述的生成矢量图形模块为绘图框架(Framework)对所有节点模型(Model let)通过Command命令模式对节点坐标计算完成之后，系统会根据不同设备类型对应的图形符号，利用Adobe Flex绘图开发包(Flex SDK)来自动渲染成矢量图形，即图形用户界面(Graphical User Interface，简称⑶I)中显示的标准电力元件设备，同时生成设备的拓扑连接关系绘制出拓扑结构图形，并根据设备的基准电压等级渲染出电力系统中的标准颜色。
[0021]所述的图形控制模块是为了用户更方便的分析生成的图形而设计，它负责对生成的图形进行包括选择、拖动、缩放、复制、粘贴和保存操作。
[0022]功能模块结构图如附图1所示。
[0023](I)数据接口:通过标准的数据接口方式，获取第三方源系统的(ΠΜ模型数据。
[0024](2) CIM数据解析:通过ETL(数据仓库技术)对从SCADA系统中获取的(ΠΜ模型数据文件进行可灵活配置、定时调度计划以及多种数据格式的数据的抽取(extract)、转换(transform)、加载(load)至临时接口库，再从接口库抽取到模型正式库，为自动生成图形提供数据支持。
[0025](3)自动解析模型正式库数据:系统支持从不同的模块读取正式库中由(ΠΜ表示的电网的图形信息，将这些数据组装成图形自动布局时所需要的图中节点标准模型数据XMLSchema,并根据返回的XML数据可以生成绘图核心(Core)支持的节点模型(Mode I let)，最后由绘图框架(Framework)对生成的节点模型反序列化为绘图核心图元(Graphlet) ο
[0026](4)自动分配坐标:该功能是上文提到的新的自动成图算法的实现，它是系统的核心部分。即对已经生成的绘图核心(Core)支持的节点模型(Mode11 et)，根据在CIM数据文件中的相互连接关系以及标准的电力接线方式对其按照不同的布局算法自动分配坐标位置和生成拓扑连接关系。
[0027](5)生成矢量图形:绘图框架(Framework)对所有节点模型(Modellet)通过Command命令模式对节点坐标计算完成之后，系统会根据不同设备类型对应的图形符号，利用Adobe Flex绘图开发包(Flex SDK)来自动清染成矢量图形，S卩图形用户界面(GraphicalUser Interface，简称⑶I)中显示的标准电力元件设备，同时生成设备的拓扑连接关系绘制出拓扑结构图形，并根据设备的基准电压等级渲染出电力系统中的标准颜色。
[0028]图形控制:该功能是为了用户更方便的分析生成的图形而设计，它负责对生成的图形进行选择、拖动、缩放、复制、粘贴、保存等操作。
[0029]输电网自动成图 (1)母线的接线方式分析 0 单母线
2 单母线接线 2 单母线分段 2 单母线带旁母 2 单母线分段带旁母 0 双母线 2 双母线 2 双母线分段 2 双母线带旁母 2 双母线分段带旁母 0 3/2接线(是否应为3/2接线)
2 3/2单出线接线 2 3/2双出线接线 0 3/4接线(是否应为4/3接线)
0 无母线
2 单元接线、桥形接线、角形接线
(2)成图流程如附图2所示
流程图是表示算法的思路是一种极好的方法。该流程图表示CIM自动成图时对各种输电网成图算法的描述。首先系统开始初始化，获取当前变电站图形上所有的元件以及拓扑连接关系，组装成相对于的数据结构，然后判断变电站的接线方式，根据母线数量以及设备之间不同的接线方式循环调用不同接线方式的算法支持图形布局，直到该变电站内所有设备都布局完成。
[0030](3)拓扑分析如附图3所示
类图(Class diagram)是显示了模型的静态结构，特别是模型中存在的类、类的内部结构以及它们与其他类的关系等。
[0031]该类由设计人员针对不同的布局算法设计出不同的类中有哪些变量和方法，由软件研发人参照类图编写代码调试程序。
[0032](4)变电站内布局转换流程如附图4所示
该流程图是对图2流程的的进一步深入细化分析。图4中第一张流程图是布局转换流程图，首先列出所有母线的电压等级，然后循环所有电压等级，对每个电压等级都进行布局转换算法。第二张流程图是指定电压布局转换，开始初始化取出所有母线拓扑，找出同一电压等级的母线，判断母线数据如果大于0，对变压器出线进行排序调整，获取相应的母线拓扑转换类，如果转换类存在，则调用转换类开始自动布局，如果转换类不存在，则提示目前自动布局算法不支持该类布局，需要研发人员扩展支持，以此循环所有母线，直到所有母线拓扑处理完成结束。
[0033](5)母线布局转换如附图5、附图6所示。
[0034]图5是类图由软件研发人员参照编写代码调试程序，该类图显示输电网自动布局的算法的优先级是单母线转换->3/2母线转换_>带旁母转换_>双母线转换_>分组母线转换。图6的流程图是对图4中第二张图指定电压布局转换的深入拆分，开始母线布局时取出所有和母线相连的出线，判断如果该出线未布局即调用相关的出线布局转换类，如果该出线布局类存在则进行布局，如果不存在则提示该目前不知道该出线的接线方式，需要研发人员扩展支持，以此循环所有出线布局。
[0035](6)出线布局转换如附图7所示。
[0036]该流程图也是有软件研发人员参照编写代码调试程序。
[0037](7)布局美观
0最尚电压等级
?发电机出线、输电线路出线、负荷出线方向为北
?变压器支路、补偿设备支路方向为南
?母联支路方向为南
?变压器支路根据变压器支路数量，平均布局到母线上
?旁路母线布在其它母线南方 0 其它电压等级
?其它电压一字排开，先布局高电压，再在东方向上布低电压
?发电机出线、输电线路出线、负荷出线方向为南
?变压器支路方向为北
?母联支路方向为北
?补偿设备支路方向为南
?旁路母线布在其它母线北方 0 分组母线
?跨分组母联最好排在第一个分组的最后和和二个分组的第一 0 输电线路布局自动布局
?基于有向图算法的自动布局算法，
?基于A Star、Manhattan Distance算法实现的最短距离寻路、绕障碍物寻路功能等技术实现自动连线算法。
[0038]下面对配电网自动成图的实例做进一步描述。
[0039]配电网单线图是将电力系统的拓扑结构、运行状态等信息以图形或图像的方式显示，以利于运行人员及时准确的了解电网的运行状态，是运行人员监视、分析调控电网的重要平台和手段。
[0040]附图8为单条馈线单线图的一个示例。其中矩形表示联络开关或断路器，两个交叉的圆表示用户变压器或配电变压器。
[0041]常规的配电网单线图布置原则要求线路横平竖直，设备图标与线路之间不能出现重叠交叉。一般以变电站馈线出口为出发点，将一条配电网线路分解为I条O级分支，若干条I级分支，若干条2级分支等，每一级分支与它的上一级分支的绘制方向垂直，下级分支接入上级分支时，按接入点顺序上下左右交错布置。
[0042]自动成图的算法
0自动成图的思路
读取配电网络的CIM数据信息，生成一个以链接节点作为节点的树T，其中树的边代表设备，树的根为馈线出现开关所在的连接节点。
[0043]对T调用干线支线模型，即从树T的根节点出发寻找一条到达叶子节点且包含节点数目最多的一条路径作为主干，为该路径上子节点数据大于3的节点生成虚拟节点，为该路径分配起始绘制方向；为路径上的节点分配坐标，然后对接入该路径上的节点的子树分别调用干线/支线模型，进入递归过程。在上述过程中，每次产生一条主干，并为它分配绘制方向和坐标，递归过程结束时，就遍历了整个树的所有 节点，同时为每个节点分配了坐标。
[0044]递推过程Funct1n(T)
说明:#Funct1n是递推构图函数输入:表不但限于结构的树T Begin
求出从T的根节点到叶子节点包含节点数最大的一条路径P
为路径P上的子节点数据大于3的节点生成虚拟节点
为路径P分配起始绘制方向
为路径P上的节点分配坐标
IF路径P上有接入的子树
找出接入路径P的子树集合{TI，T2，…，Tn}
Fori=Iton
Funct1n(Ti)
EndFor
EndIF
END
根据节点的坐标在画布上画出树中每条边对应设备的矢量图形，然后缩放居中处理，完成整个单线图的绘制。
[0045]布局优化
重叠交叉的判断和处理
为了避免已绘制的设备及导线之间离的太近，看起来像重叠交叉一样，在进行重叠交叉判断的时候，不是直接以已绘制的图标或导线直接判断，而是在已绘制的设备所占的区域的基础上进行交叉判断。附图9为已绘制设备所占的矩形区域图。
[0046]根据已绘制的设备的端点的坐标，可以很容易的求出设备所占的矩形区域，假如A的坐标(XI，Yl)，B的坐标(X2，Y2)。则该设备所占的矩形区域的左上角横坐标X=Math.MinUl，X2)-Size/2;左上角纵坐标Y=Math.Min(Yl，Y2)-Size/2;宽度Width=Math.Abs(Xl，X2)+Size;高度Height=Math.Abs(Π，Y2)+Size，根据这四个参数可以在画布上定位该设备所占的举行区域。
[0047]在某个绘制方向上，从某一个节点开始绘制某个设备时，先根据该节点的坐标及设备的标准长度L，使得该节点在绘制方向上偏移L即可求得该设备另一个端点的坐标，从而求出该设备将要占用的矩形区域，令其与树种所有的节点已确定的设备构成矩形区域进行交叉判断，如果出现交叉，则可认为出现重叠交叉，需要在绘制方向上做修改方向或平移处理。
[0048]虚拟节点的引入和应用场景根据单线图的布置原则，线路要横平竖直，线路和设备之间不能出现重叠交叉，支线要与上一级主干垂直。所以在节点的周围最多可以连接四个节点，而在垂直于节点的绘制方向上最多可连接两个子节点。某个节点的子节点中肯定有一个子节点与该节点在同一条路径中，即绘制方向相同，其他的子节点要分配在垂直于该节点的绘制方向的两个方向上。当路径中某个节点的子节点个数大于3时，需要给该节点添加虚拟节点。附图10为给一条路径上的节点添加虚拟节点的过程示意图。
[0049]虚拟节点的引入可以用来解决一个节点连接很多开关的问题，其图形模型下图所示，其中圆代表一个节点，举行代表生成的虚拟节点。节点与其虚拟节点以及其虚拟节点之间的边代表的设备用导线连接，这样不会影响对单线图的理解。附图11为链接多个开关的节点的图形模型。
[0050]另外虚拟节点也可以用来解决母线的问题，开始时将连接母线的节点作为一个普通的节点看待，为其生成虚拟节点，待虚拟节点的位置确定之后，用一条粗直线将连接母线的节点和其虚拟节点连接起来即为母线。附图12为配电网自动成图的流程示意图。
[0051]图12是配网自动布局的流程图，配网自动布局时首先获取配电线路所有的设备以及拓扑连接关系，然后再找出该配电线路的出线，找到连接出线的下一设备以及连接数量，获取连接的设备，创建设备并计算坐标位置自动布局，以此循环所有设备是否已经布局，直到所有设备布局完成，最后调整整体布局以及布局位置优化。
[0052]针对传统的电气接线图手工生成和维护工作量大、图形之间的格式不统一以及之间交互困难的现状，在对基于(ΠΜ标准的图形，利用计算机实现电气接线图的自动生成将会给电力运行人员带来巨大便捷。自动成图不仅能提高系统自动配置能力，更有效地支持调度决策，也是实现智能电网智能化调度的关键技术之一。
[0053]以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。
【主权项】
1.一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:包括以下步骤， (1)研究输配电网接线图的结构特点和布置规则，为输配电网网络选择合适的拓扑结构;研究选择使用(ΠΜ模型作为图形生成的数据来源的意义； (2)研究基于CM模型的输配电网图形的自动生成，针对以往成图算法存在的缺陷提出新的自动成图的算法； (3)对提出的自动成图算法进行编程实现，读取CIM描述的设备拓扑关系，在计算机屏幕上完成输配电网电气接线图的自动生成； (4)通过多个算例的分析，与已有的自动成图算法进行对比，验证本研究成图算法在时间性能、生成效果图的美观紧凑及符合输配电网图形布置规则程度上的优越性。2.如权利要求1所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:包括与第三方源系统连接的数据接口模块，用于对数据接口模块获取第三方源系统CM模型数据进行分析的CIM数据分析模块，与CIM数据分析模块连接的自动成图算法分配坐标系模块，与自动成图算法分配坐标系模块连接的生成矢量图形模块，与生成矢量图形模块连接的图形控制模块。3.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:所述的数据接口模块为标准的数据接口方式。4.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于，所述的CIM数据分析模块包括: 1)、CIM数据解析:通过ETL(数据仓库技术)对从SCADA系统中获取的CIM模型数据文件进行可灵活配置、定时调度计划以及多种数据格式的数据的抽取(extract)、转换(transform)、加载(load)至临时接口库，再从接口库抽取到模型正式库，为自动生成图形提供数据支持;2)自动解析模型正式库数据:系统支持从不同的模块读取正式库中由CIM表示的电网的图形信息，将这些数据组装成图形自动布局时所需要的图中节点标准模型数据XML Schema ,并根据返回的XML数据可以生成绘图核心(Cor e )支持的节点模型(Modellet)，最后由绘图框架(Framework)对生成的节点模型反序列化为绘图核心图元(Graphlet) ο5.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:所述的自动成图算法分配坐标模块是对已经生成的绘图核心(Core)支持的节点模型(Modellet)，根据在CM数据文件中的相互连接关系以及标准的电力接线方式对其按照不同的布局算法自动分配坐标位置和生成拓扑连接关系。6.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:所述的生成矢量图形模块为绘图框架(Framework)对所有节点模型(ModeI let)通过Command命令模式对节点坐标计算完成之后，系统会根据不同设备类型对应的图形符号，利用AdobeFlex绘图开发包(Flex SDK)来自动清染成矢量图形，S卩图形用户界面(Graphical UserInterface，简称GUI)中显示的标准电力元件设备，同时生成设备的拓扑连接关系绘制出拓扑结构图形，并根据设备的基准电压等级渲染出电力系统中的标准颜色。7.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:所述的图形控制模块是为了用户更方便的分析生成的图形而设计，它负责对生成的图形进行包括选择、拖动、缩放、复制、粘贴和保存操作。
【专利摘要】本发明公开了一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，包括与第三方源系统连接的数据接口模块，用于对数据接口模块获取第三方源系统CIM模型数据进行分析的CIM数据分析模块，与CIM数据分析模块连接的自动成图算法分配坐标系模块，与自动成图算法分配坐标系模块连接的生成矢量图形模块，与生成矢量图形模块连接的图形控制模块。本发明针对传统的电气接线图手工生成和维护工作量大、图形之间的格式不统一以及之间交互困难的现状，在对基于CIM标准的图形，利用计算机实现电气接线图的自动生成将会给电力运行人员带来巨大便捷。自动成图不仅能提高系统自动配置能力，更有效地支持调度决策，也是实现智能电网智能化调度的关键技术之一。
【IPC分类】G06F17/50, G06F17/30
【公开号】CN105488269
【申请号】CN201510842657
【发明人】王维洲, 刘福潮, 郑晶晶, 杜培东, 张建华, 彭晶, 韩永军, 杨勇, 王明政, 冯红臣, 董丽莎, 陈贺明
【申请人】国家电网公司, 国网甘肃省电力公司, 国网甘肃省电力公司电力科学研究院, 郑州大方软件股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月29日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种输配电网自动成图的方法，具体为一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统。
【背景技术】
[0002]随着电力行业的发展和电网规模的不断扩大，信息量越来越大，电力系统的分析和计算也越来越复杂，迫切需要建立完整准确的电力系统网络模型来模拟实际电网。各电力系统厂家都有各自的电网建模方式，但是由于开发商或系统版本的不同，创建出的模型、图形或数据库在结构上存在很大的差异，形成一定程度的“信息孤岛”，导致不同系统间的信息共享和实现某种程度上的互操作变得非常困难。为此，国际电工委员会第57届技术委员会(IEC TC57)在美国电力科学院(EPRI)CCAPI项目的基础上制定了IEC 61970系列标准，使能量管理系统(EMS)的应用软件组件化和开放化，能即插即用和互联互通，降低系统集成成本和保护用户资源。
[0003]基于IEC61970的系列标准，为自动生成电气接线图形提供了研究基础。其实，国外很早就出现了单线图自动成图的概念，早在1993年，新加坡学者就提出了单线图自动成图的概念，并提出采用大规模电路设计的布线算法完成输电网络的单线图的生成，其主要原则是“最短连接线、最少的交叉、元件均匀分布”，该方法提出输电网络的图形生成应分为自动布局和自动布线两部分，布局采用力导演算法，而将布线分为平面规划放置和走线三个步骤。该方法以输电网络为主要研究对象，以发电厂为电源点，并从其出发，建立有向树，离根部级数相同的元件(母线、断路器)放置在相同的纵坐标上，显然这种排法与常规的电气接线图的横平竖直的方法不一致。单线图自动成图的概念被提出之后，逐渐引起国内外电力行业领域的学者的关注，人们开始研究电网的自动成图技术。
[0004]近些年来，计算机在电力系统中的应用越来越广泛，而电力系统的网络图形又是电力系统分析的基础，所以人们开始研究应用于电力系统的图形系统。电力系统接线图是电网管理重要基础，通过它电力运行人员可以监视整个电网中各个电力元件的运行状态，分析配电网的拓扑结构及潮流方向等重要的数据，从而给电力运行人员对电网的调度提供巨大的便捷。传统的单线图是由专业的技术人员在图纸上手工绘制或者利用电力相关的辅助绘图软件绘制而成的，不仅绘制成本较高而且更新速度慢，随着系统规模的不断扩大，而且近年来电网的改造和线路的变动比较频繁，对应的图形还需要不断的调整和修改。事实上，国家电网公司在近年来已经建立了相对成熟的符合CM标准的电力设施的地理分布图和站内接线图。但是由于自动成图技术不成熟、图形的格式不统一、信息安全级别不同等原因，不同应用系统之间的图形信息交互十分困难，往往需要各自维护一套图形系统，这样不但使得开发和维护成本进一步提高，而且在造成数据冗余的同时，容易带来信息不一致，给电力运行人员的日常工作带来不便。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种对输配电网图形及CM数据模型进行研究，对已有自动成图算法进行了深入分析，总结这些自动成图算法的存在的缺陷，综合他们的优缺点，提出了新的自动成图算法，实现基于IEC61970标准中的CIM规范，通过接口读取和解析能量管理系统(EMS)中(ΠΜ模型文件，自动生成直观的电气接线图的成图系统。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，包括以下步骤，
(1)研究输配电网接线图的结构特点和布置规则，为输配电网网络选择合适的拓扑结构;研究选择使用(ΠΜ模型作为图形生成的数据来源的意义；
(2)研究基于(ΠΜ模型的输配电网图形的自动生成，针对以往成图算法存在的缺陷提出新的自动成图的算法；
(3)对提出的自动成图算法进行编程实现，读取CIM描述的设备拓扑关系，在计算机屏幕上完成输配电网电气接线图的自动生成；
(4)通过多个算例的分析，与已有的自动成图算法进行对比，验证本研究成图算法在时间性能、生成效果图的美观紧凑及符合输配电网图形布置规则程度上的优越性。
[0007]包括与第三方源系统连接的数据接口模块，用于对数据接口模块获取第三方源系统CIM模型数据进行分析的CIM数据分析模块，与QM数据分析模块连接的自动成图算法分配坐标系模块，与自动成图算法分配坐标系模块连接的生成矢量图形模块，与生成矢量图形模块连接的图形控制模块。
[0008]所述的数据接口模块为标准的数据接口方式。
[0009]所述的(ΠΜ数据分析模块包括:
1)、CIM数据解析:通过ETL(数据仓库技术)对从SCADA系统中获取的CIM模型数据文件进行可灵活配置、定时调度计划以及多种数据格式的数据的抽取(extract)、转换(transform)、加载(load)至临时接口库，再从接口库抽取到模型正式库，为自动生成图形提供数据支持;2)自动解析模型正式库数据:系统支持从不同的模块读取正式库中由CIM表示的电网的图形信息，将这些数据组装成图形自动布局时所需要的图中节点标准模型数据XML Schema ,并根据返回的XML数据可以生成绘图核心(Cor e )支持的节点模型(Modellet)，最后由绘图框架(Framework)对生成的节点模型反序列化为绘图核心图元(Graphlet) ο
[0010]所述的自动成图算法分配坐标模块是对已经生成的绘图核心(Core)支持的节点模型(Modellet)，根据在CM数据文件中的相互连接关系以及标准的电力接线方式对其按照不同的布局算法自动分配坐标位置和生成拓扑连接关系。
[0011 ] 所述的生成矢量图形模块为绘图框架(Framework)对所有节点模型(Modellet)通过Command命令模式对节点坐标计算完成之后，系统会根据不同设备类型对应的图形符号，利用Adobe Flex绘图开发包(Flex SDK)来自动渲染成矢量图形，即图形用户界面(Graphical User Interface，简称⑶I)中显示的标准电力元件设备，同时生成设备的拓扑连接关系绘制出拓扑结构图形，并根据设备的基准电压等级渲染出电力系统中的标准颜色。
[0012]所述的图形控制模块是为了用户更方便的分析生成的图形而设计，它负责对生成的图形进行包括选择、拖动、缩放、复制、粘贴和保存操作。
[0013]积极有益效果:本发明针对传统的电气接线图手工生成和维护工作量大、图形之间的格式不统一以及之间交互困难的现状，在对基于(ΠΜ标准的图形，利用计算机实现电气接线图的自动生成将会给电力运行人员带来巨大便捷。自动成图不仅能提高系统自动配置能力，更有效地支持调度决策，也是实现智能电网智能化调度的关键技术之一。
【附图说明】
[0014]附图1为功能模块结构图；
附图2为自动成图流程图；
附图3为拓扑分析图；
附图4为变电站内布局转换流程图；
附图5为母线布局转换类；
附图6为母线布局转换流程图；
附图7为出线布局转换类；
附图8为单条馈线单线图；
附图9为已绘制设备所占矩形区域图；
附图10为添加虚拟节点示意图；
附图11为连接多个开关的节点的图形模型图；
附图12为配电网自动成图流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图，对本发明做进一步的说明:
一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，包括以下步骤，
(1)研究输配电网接线图的结构特点和布置规则，为输配电网网络选择合适的拓扑结构;研究选择使用(ΠΜ模型作为图形生成的数据来源的意义；
(2)研究基于(ΠΜ模型的输配电网图形的自动生成，针对以往成图算法存在的缺陷提出新的自动成图的算法；
(3)对提出的自动成图算法进行编程实现，读取CIM描述的设备拓扑关系，在计算机屏幕上完成输配电网电气接线图的自动生成；
(4)通过多个算例的分析，与已有的自动成图算法进行对比，验证本研究成图算法在时间性能、生成效果图的美观紧凑及符合输配电网图形布置规则程度上的优越性。
[0016]包括与第三方源系统连接的数据接口模块，用于对数据接口模块获取第三方源系统CIM模型数据进行分析的CIM数据分析模块，与QM数据分析模块连接的自动成图算法分配坐标系模块，与自动成图算法分配坐标系模块连接的生成矢量图形模块，与生成矢量图形模块连接的图形控制模块。
[0017]所述的数据接口模块为标准的数据接口方式。
[0018]所述的(ΠΜ数据分析模块包括:
1)、CIM数据解析:通过ETL(数据仓库技术)对从SCADA系统中获取的CIM模型数据文件进行可灵活配置、定时调度计划以及多种数据格式的数据的抽取(extract)、转换( transform)、加载(load)至临时接口库，再从接口库抽取到模型正式库，为自动生成图形提供数据支持;2)自动解析模型正式库数据:系统支持从不同的模块读取正式库中由CIM表示的电网的图形信息，将这些数据组装成图形自动布局时所需要的图中节点标准模型数据XML Schema ,并根据返回的XML数据可以生成绘图核心(Cor e )支持的节点模型(Modellet)，最后由绘图框架(Framework)对生成的节点模型反序列化为绘图核心图元(Graphlet) ο
[0019]所述的自动成图算法分配坐标模块是对已经生成的绘图核心(Core)支持的节点模型(Modellet)，根据在CM数据文件中的相互连接关系以及标准的电力接线方式对其按照不同的布局算法自动分配坐标位置和生成拓扑连接关系。
[0020]所述的生成矢量图形模块为绘图框架(Framework)对所有节点模型(Model let)通过Command命令模式对节点坐标计算完成之后，系统会根据不同设备类型对应的图形符号，利用Adobe Flex绘图开发包(Flex SDK)来自动渲染成矢量图形，即图形用户界面(Graphical User Interface，简称⑶I)中显示的标准电力元件设备，同时生成设备的拓扑连接关系绘制出拓扑结构图形，并根据设备的基准电压等级渲染出电力系统中的标准颜色。
[0021]所述的图形控制模块是为了用户更方便的分析生成的图形而设计，它负责对生成的图形进行包括选择、拖动、缩放、复制、粘贴和保存操作。
[0022]功能模块结构图如附图1所示。
[0023](I)数据接口:通过标准的数据接口方式，获取第三方源系统的(ΠΜ模型数据。
[0024](2) CIM数据解析:通过ETL(数据仓库技术)对从SCADA系统中获取的(ΠΜ模型数据文件进行可灵活配置、定时调度计划以及多种数据格式的数据的抽取(extract)、转换(transform)、加载(load)至临时接口库，再从接口库抽取到模型正式库，为自动生成图形提供数据支持。
[0025](3)自动解析模型正式库数据:系统支持从不同的模块读取正式库中由(ΠΜ表示的电网的图形信息，将这些数据组装成图形自动布局时所需要的图中节点标准模型数据XMLSchema,并根据返回的XML数据可以生成绘图核心(Core)支持的节点模型(Mode I let)，最后由绘图框架(Framework)对生成的节点模型反序列化为绘图核心图元(Graphlet) ο
[0026](4)自动分配坐标:该功能是上文提到的新的自动成图算法的实现，它是系统的核心部分。即对已经生成的绘图核心(Core)支持的节点模型(Mode11 et)，根据在CIM数据文件中的相互连接关系以及标准的电力接线方式对其按照不同的布局算法自动分配坐标位置和生成拓扑连接关系。
[0027](5)生成矢量图形:绘图框架(Framework)对所有节点模型(Modellet)通过Command命令模式对节点坐标计算完成之后，系统会根据不同设备类型对应的图形符号，利用Adobe Flex绘图开发包(Flex SDK)来自动清染成矢量图形，S卩图形用户界面(GraphicalUser Interface，简称⑶I)中显示的标准电力元件设备，同时生成设备的拓扑连接关系绘制出拓扑结构图形，并根据设备的基准电压等级渲染出电力系统中的标准颜色。
[0028]图形控制:该功能是为了用户更方便的分析生成的图形而设计，它负责对生成的图形进行选择、拖动、缩放、复制、粘贴、保存等操作。
[0029]输电网自动成图 (1)母线的接线方式分析 0 单母线
2 单母线接线 2 单母线分段 2 单母线带旁母 2 单母线分段带旁母 0 双母线 2 双母线 2 双母线分段 2 双母线带旁母 2 双母线分段带旁母 0 3/2接线(是否应为3/2接线)
2 3/2单出线接线 2 3/2双出线接线 0 3/4接线(是否应为4/3接线)
0 无母线
2 单元接线、桥形接线、角形接线
(2)成图流程如附图2所示
流程图是表示算法的思路是一种极好的方法。该流程图表示CIM自动成图时对各种输电网成图算法的描述。首先系统开始初始化，获取当前变电站图形上所有的元件以及拓扑连接关系，组装成相对于的数据结构，然后判断变电站的接线方式，根据母线数量以及设备之间不同的接线方式循环调用不同接线方式的算法支持图形布局，直到该变电站内所有设备都布局完成。
[0030](3)拓扑分析如附图3所示
类图(Class diagram)是显示了模型的静态结构，特别是模型中存在的类、类的内部结构以及它们与其他类的关系等。
[0031]该类由设计人员针对不同的布局算法设计出不同的类中有哪些变量和方法，由软件研发人参照类图编写代码调试程序。
[0032](4)变电站内布局转换流程如附图4所示
该流程图是对图2流程的的进一步深入细化分析。图4中第一张流程图是布局转换流程图，首先列出所有母线的电压等级，然后循环所有电压等级，对每个电压等级都进行布局转换算法。第二张流程图是指定电压布局转换，开始初始化取出所有母线拓扑，找出同一电压等级的母线，判断母线数据如果大于0，对变压器出线进行排序调整，获取相应的母线拓扑转换类，如果转换类存在，则调用转换类开始自动布局，如果转换类不存在，则提示目前自动布局算法不支持该类布局，需要研发人员扩展支持，以此循环所有母线，直到所有母线拓扑处理完成结束。
[0033](5)母线布局转换如附图5、附图6所示。
[0034]图5是类图由软件研发人员参照编写代码调试程序，该类图显示输电网自动布局的算法的优先级是单母线转换->3/2母线转换_>带旁母转换_>双母线转换_>分组母线转换。图6的流程图是对图4中第二张图指定电压布局转换的深入拆分，开始母线布局时取出所有和母线相连的出线，判断如果该出线未布局即调用相关的出线布局转换类，如果该出线布局类存在则进行布局，如果不存在则提示该目前不知道该出线的接线方式，需要研发人员扩展支持，以此循环所有出线布局。
[0035](6)出线布局转换如附图7所示。
[0036]该流程图也是有软件研发人员参照编写代码调试程序。
[0037](7)布局美观
0最尚电压等级
?发电机出线、输电线路出线、负荷出线方向为北
?变压器支路、补偿设备支路方向为南
?母联支路方向为南
?变压器支路根据变压器支路数量，平均布局到母线上
?旁路母线布在其它母线南方 0 其它电压等级
?其它电压一字排开，先布局高电压，再在东方向上布低电压
?发电机出线、输电线路出线、负荷出线方向为南
?变压器支路方向为北
?母联支路方向为北
?补偿设备支路方向为南
?旁路母线布在其它母线北方 0 分组母线
?跨分组母联最好排在第一个分组的最后和和二个分组的第一 0 输电线路布局自动布局
?基于有向图算法的自动布局算法，
?基于A Star、Manhattan Distance算法实现的最短距离寻路、绕障碍物寻路功能等技术实现自动连线算法。
[0038]下面对配电网自动成图的实例做进一步描述。
[0039]配电网单线图是将电力系统的拓扑结构、运行状态等信息以图形或图像的方式显示，以利于运行人员及时准确的了解电网的运行状态，是运行人员监视、分析调控电网的重要平台和手段。
[0040]附图8为单条馈线单线图的一个示例。其中矩形表示联络开关或断路器，两个交叉的圆表示用户变压器或配电变压器。
[0041]常规的配电网单线图布置原则要求线路横平竖直，设备图标与线路之间不能出现重叠交叉。一般以变电站馈线出口为出发点，将一条配电网线路分解为I条O级分支，若干条I级分支，若干条2级分支等，每一级分支与它的上一级分支的绘制方向垂直，下级分支接入上级分支时，按接入点顺序上下左右交错布置。
[0042]自动成图的算法
0自动成图的思路
读取配电网络的CIM数据信息，生成一个以链接节点作为节点的树T，其中树的边代表设备，树的根为馈线出现开关所在的连接节点。
[0043]对T调用干线支线模型，即从树T的根节点出发寻找一条到达叶子节点且包含节点数目最多的一条路径作为主干，为该路径上子节点数据大于3的节点生成虚拟节点，为该路径分配起始绘制方向；为路径上的节点分配坐标，然后对接入该路径上的节点的子树分别调用干线/支线模型，进入递归过程。在上述过程中，每次产生一条主干，并为它分配绘制方向和坐标，递归过程结束时，就遍历了整个树的所有 节点，同时为每个节点分配了坐标。
[0044]递推过程Funct1n(T)
说明:#Funct1n是递推构图函数输入:表不但限于结构的树T Begin
求出从T的根节点到叶子节点包含节点数最大的一条路径P
为路径P上的子节点数据大于3的节点生成虚拟节点
为路径P分配起始绘制方向
为路径P上的节点分配坐标
IF路径P上有接入的子树
找出接入路径P的子树集合{TI，T2，…，Tn}
Fori=Iton
Funct1n(Ti)
EndFor
EndIF
END
根据节点的坐标在画布上画出树中每条边对应设备的矢量图形，然后缩放居中处理，完成整个单线图的绘制。
[0045]布局优化
重叠交叉的判断和处理
为了避免已绘制的设备及导线之间离的太近，看起来像重叠交叉一样，在进行重叠交叉判断的时候，不是直接以已绘制的图标或导线直接判断，而是在已绘制的设备所占的区域的基础上进行交叉判断。附图9为已绘制设备所占的矩形区域图。
[0046]根据已绘制的设备的端点的坐标，可以很容易的求出设备所占的矩形区域，假如A的坐标(XI，Yl)，B的坐标(X2，Y2)。则该设备所占的矩形区域的左上角横坐标X=Math.MinUl，X2)-Size/2;左上角纵坐标Y=Math.Min(Yl，Y2)-Size/2;宽度Width=Math.Abs(Xl，X2)+Size;高度Height=Math.Abs(Π，Y2)+Size，根据这四个参数可以在画布上定位该设备所占的举行区域。
[0047]在某个绘制方向上，从某一个节点开始绘制某个设备时，先根据该节点的坐标及设备的标准长度L，使得该节点在绘制方向上偏移L即可求得该设备另一个端点的坐标，从而求出该设备将要占用的矩形区域，令其与树种所有的节点已确定的设备构成矩形区域进行交叉判断，如果出现交叉，则可认为出现重叠交叉，需要在绘制方向上做修改方向或平移处理。
[0048]虚拟节点的引入和应用场景根据单线图的布置原则，线路要横平竖直，线路和设备之间不能出现重叠交叉，支线要与上一级主干垂直。所以在节点的周围最多可以连接四个节点，而在垂直于节点的绘制方向上最多可连接两个子节点。某个节点的子节点中肯定有一个子节点与该节点在同一条路径中，即绘制方向相同，其他的子节点要分配在垂直于该节点的绘制方向的两个方向上。当路径中某个节点的子节点个数大于3时，需要给该节点添加虚拟节点。附图10为给一条路径上的节点添加虚拟节点的过程示意图。
[0049]虚拟节点的引入可以用来解决一个节点连接很多开关的问题，其图形模型下图所示，其中圆代表一个节点，举行代表生成的虚拟节点。节点与其虚拟节点以及其虚拟节点之间的边代表的设备用导线连接，这样不会影响对单线图的理解。附图11为链接多个开关的节点的图形模型。
[0050]另外虚拟节点也可以用来解决母线的问题，开始时将连接母线的节点作为一个普通的节点看待，为其生成虚拟节点，待虚拟节点的位置确定之后，用一条粗直线将连接母线的节点和其虚拟节点连接起来即为母线。附图12为配电网自动成图的流程示意图。
[0051]图12是配网自动布局的流程图，配网自动布局时首先获取配电线路所有的设备以及拓扑连接关系，然后再找出该配电线路的出线，找到连接出线的下一设备以及连接数量，获取连接的设备，创建设备并计算坐标位置自动布局，以此循环所有设备是否已经布局，直到所有设备布局完成，最后调整整体布局以及布局位置优化。
[0052]针对传统的电气接线图手工生成和维护工作量大、图形之间的格式不统一以及之间交互困难的现状，在对基于(ΠΜ标准的图形，利用计算机实现电气接线图的自动生成将会给电力运行人员带来巨大便捷。自动成图不仅能提高系统自动配置能力，更有效地支持调度决策，也是实现智能电网智能化调度的关键技术之一。
[0053]以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。
【主权项】
1.一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:包括以下步骤， (1)研究输配电网接线图的结构特点和布置规则，为输配电网网络选择合适的拓扑结构;研究选择使用(ΠΜ模型作为图形生成的数据来源的意义； (2)研究基于CM模型的输配电网图形的自动生成，针对以往成图算法存在的缺陷提出新的自动成图的算法； (3)对提出的自动成图算法进行编程实现，读取CIM描述的设备拓扑关系，在计算机屏幕上完成输配电网电气接线图的自动生成； (4)通过多个算例的分析，与已有的自动成图算法进行对比，验证本研究成图算法在时间性能、生成效果图的美观紧凑及符合输配电网图形布置规则程度上的优越性。2.如权利要求1所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:包括与第三方源系统连接的数据接口模块，用于对数据接口模块获取第三方源系统CM模型数据进行分析的CIM数据分析模块，与CIM数据分析模块连接的自动成图算法分配坐标系模块，与自动成图算法分配坐标系模块连接的生成矢量图形模块，与生成矢量图形模块连接的图形控制模块。3.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:所述的数据接口模块为标准的数据接口方式。4.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于，所述的CIM数据分析模块包括: 1)、CIM数据解析:通过ETL(数据仓库技术)对从SCADA系统中获取的CIM模型数据文件进行可灵活配置、定时调度计划以及多种数据格式的数据的抽取(extract)、转换(transform)、加载(load)至临时接口库，再从接口库抽取到模型正式库，为自动生成图形提供数据支持;2)自动解析模型正式库数据:系统支持从不同的模块读取正式库中由CIM表示的电网的图形信息，将这些数据组装成图形自动布局时所需要的图中节点标准模型数据XML Schema ,并根据返回的XML数据可以生成绘图核心(Cor e )支持的节点模型(Modellet)，最后由绘图框架(Framework)对生成的节点模型反序列化为绘图核心图元(Graphlet) ο5.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:所述的自动成图算法分配坐标模块是对已经生成的绘图核心(Core)支持的节点模型(Modellet)，根据在CM数据文件中的相互连接关系以及标准的电力接线方式对其按照不同的布局算法自动分配坐标位置和生成拓扑连接关系。6.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:所述的生成矢量图形模块为绘图框架(Framework)对所有节点模型(ModeI let)通过Command命令模式对节点坐标计算完成之后，系统会根据不同设备类型对应的图形符号，利用AdobeFlex绘图开发包(Flex SDK)来自动清染成矢量图形，S卩图形用户界面(Graphical UserInterface，简称GUI)中显示的标准电力元件设备，同时生成设备的拓扑连接关系绘制出拓扑结构图形，并根据设备的基准电压等级渲染出电力系统中的标准颜色。7.根据权利要求2所述的一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，其特征在于:所述的图形控制模块是为了用户更方便的分析生成的图形而设计，它负责对生成的图形进行包括选择、拖动、缩放、复制、粘贴和保存操作。
【专利摘要】本发明公开了一种基于CIM模型的输配电网自动成图系统，包括与第三方源系统连接的数据接口模块，用于对数据接口模块获取第三方源系统CIM模型数据进行分析的CIM数据分析模块，与CIM数据分析模块连接的自动成图算法分配坐标系模块，与自动成图算法分配坐标系模块连接的生成矢量图形模块，与生成矢量图形模块连接的图形控制模块。本发明针对传统的电气接线图手工生成和维护工作量大、图形之间的格式不统一以及之间交互困难的现状，在对基于CIM标准的图形，利用计算机实现电气接线图的自动生成将会给电力运行人员带来巨大便捷。自动成图不仅能提高系统自动配置能力，更有效地支持调度决策，也是实现智能电网智能化调度的关键技术之一。
【IPC分类】G06F17/50, G06F17/30
【公开号】CN105488269
【申请号】CN201510842657
【发明人】王维洲, 刘福潮, 郑晶晶, 杜培东, 张建华, 彭晶, 韩永军, 杨勇, 王明政, 冯红臣, 董丽莎, 陈贺明
【申请人】国家电网公司, 国网甘肃省电力公司, 国网甘肃省电力公司电力科学研究院, 郑州大方软件股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月29日
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