辐射接线模式的配电馈线单线图自动绘制算法

研究基于CIM_SVG的电网数据模型基础上的配电线路单线图自动布局算法,给出了一种辐射状单线图自动绘图的完整方案。提出一种馈线分级分支的干线-支路模型,结合CIM_SVG数据模型垂直、水平逐级交叉布置馈线各支线;应用面向对象思想建立一种支线图元区域模型,通过模型数据判别图形中的极不对称支线以及重叠或交叉区域,进而根据判别的结果对图形的整体对称化处理以及重叠或交叉区域的消除,最终完成整条馈线的绘制。最后以10 kV辐射状配电馈线为例对算法进行验证,结果表明算法能在数秒内完成典型配电网络布局,适用于更广泛的配电网可视化分析应用。     

变电站为中心配电网单线图(一)基于广义开闭所的图数模型

变电站为中心配电网(SCDN)是解决大规模复杂中压配电网(MVDN)态势感知可视化的一个核心概念,但作为态势底图的SCDN单线图自动生成并没有得到很好解决。重点解决支撑“数据驱动”单线图自动生成的数据-图形模型,续文提出两阶段单线图自动生成算法。首先提出广义开闭所(GS)概念,给出了GS元模型及基于GS馈线图形分裂和聚合原理,并依据配电网技术导则讨论了GS元模型的适应性;通过提出的分解方法,将MVDN分解成以高压变电站10 kV母线为主供电源、GS为互联枢纽、接入大量广义负荷的SCDN子网。其次,SCDN单馈线分裂图形通过GS节点聚合,形成可自动组装的SCDN递级图形构成模型。最后,提出适应自动布局布线、基于干线-支线拓扑模型的SCDN图形及数据模型,并进行了案例分析。为后续2篇论文的SCDN单线图自动生成提供了模型支撑。     

基于组合图元的输电网单线图自动布局方法

针对地区电网中含多T接线的情况,研究了相应输电网单线图的自动布局与绘制问题,提出了一种基于组合图元的输电网单线图自动布局方法。依据T接线的特点,建立了相应的数据模型,设计了组合图元及普通线路图元,通过相应的组合图元布局方法完成布局,并采用模拟退火优化算法对布局进行优化。引用某地区输电网架构模型,对该模型中的T接线进行组合图元模型化处理,按照组合图元自动布局方法完成布局,并基于MFC(Microsoft foundation classes)平台实现了输电网单线图的自动布局与绘制。     

输电网单线图自生成的新方法

提出了一种输电网单线图自生成的改进算法,完善了节点布局的数学模型,引入多目标以及分区约束项,提出了一种适合求解该优化问题的遗传算法,并设计了相应的交叉和变异算子。提出了走线过程中局部优化算法,减少了线路之间的交叉。基于上述算法,搭建了以CIM/SVG作为输入输出模式的图形系统,具有良好的交互性和兼容性。对某实际电网进行了单线图自动生成,计算效率和图形效果都满足工程实用的要求。     

输电网单线图自生成的新方法

提出了一种输电网单线图自生成的改进算法,完善了节点布局的数学模型,引入多目标以及分区约束项,提出了一种适合求解该优化问题的遗传算法,并设计了相应的交叉和变异算子.提出了走线过程中局部优化算法,减少了线路之间的交叉.基于上述算法,搭建了以CIM/SVG作为输入输出模式的图形系统,具有良好的交互性和兼容性.对某实际电网进行了单线图自动生成,计算效率和图形效果都满足工程实用的要求.     

10 kV电网故障图模一体化处理平台

将SVG运用于10 kV电网故障定位、隔离与恢复系统的网络建模与表达,研究了电网SVG图形描述,设备图元建模,提出了基于坐标和节点融合的设备连接关系生成方法,实现了基于设备模型的拓扑自动生成和完整性检查,开发了电网图形编辑、存储与发布平台,实现了设备编号和拓扑的自动生成,探讨了系统SVG图形Web发布方法,应用于电网故障定位、动态着色、故障设备隔离和恢复及其校核操作,为系统的可视化实现提供了关键技术基础.     

10 kV电网故障图模一体化处理平台

将SVG运用于10 kV电网故障定位、隔离与恢复系统的网络建模与表达,研究了电网SVG图形描述,设备图元建模,提出了基于坐标和节点融合的设备连接关系生成方法,实现了基于设备模型的拓扑自动生成和完整性检查,开发了电网图形编辑、存储与发布平台,实现了设备编号和拓扑的自动生成,探讨了系统SVG图形Web发布方法,应用于电网故障定位、动态着色、故障设备隔离和恢复及其校核操作,为系统的可视化实现提供了关键技术基础。     

CIM/SVG数据交互技术在电网预警和停电计划处理系统中的应用

针对电网预警和停电计划处理系统实际需求,研究开发了基于公共信息模型(CIM)和可缩放矢量图形(SVG)的电网数据交互技术。提出了根据IEC 619 70 CIM标准建立的电网数据模型,以SVG作为图形交互的操作对象,用Java语言和Batik工具包进行图形界面开发的技术方案。该方案以目前被广泛支持的CIM和SVG作为数据源,同时兼顾了跨平台和跨操作系统的需求,已应用于某地区电网预警和调度停电计划信息处理系统,实践证明了所提方案的有效性。实现的技术方案具有通用性强、操作简便等特点。     

基于IEC61970公共信息模型的地区电网操作票系统研究

遵循国际电工委员会制定的IEC61970公共信息模型CIM所定义的电力设备模型和图形拓扑结构模型,构建了地区电网设备图元及图元敏感区域,提出了基于CIM建模的电网拓扑分析的快速算法,实现在绘制网络接线图的同时完成设备连接关系节支矩阵的建立.根据CIM模型构建了地区电网专家系统知识库,并研究设计了专家系统推理机,实现了智能生成操作票.通过某地区电网运行,得到很高的出票正确率,提高了操作票开票效率.     

基于SVG/XML/CIM的变电站自动化工程配置系统

提出基于SVG/XML/CIM的变电站自动化工程配置系统的设计与开发，即将可扩展矢量图形(SVG)作为变电站图形和完整配置信息封装为整体的信息载体，在子站侧提供基于SVG及公共信息模型(CIM)设计并封装了完整配置信息的变电站一次引导图、电网地理接线引导图的配置编辑系统，进行电网拓扑、变电站一次引导图、自动化系统（主站、子站、智能电子设备）、通信系统等配置。该编辑系统将与主站实现信息交互，通过Java RMI或简单对象访问协议（SOAP）将子站完成的配置信息远传至主站自动入库，实现了“子站侧图形配置、主站侧免维护”的开放式工程配置系统，并在实践中获得了应用。     

改进引力-斥力算法在配电网单线图自动生成中的应用研究

为了解决现有配电网单线图自动生成后需要大量人工调整才能满足实际需要的问题,基于配电网单线图自动生成系统,提出了一种结合改进引力-斥力算法和地理坐标信息的单线图生成方法。采用分块法对布局进行降维,并结合地理坐标信息进一步优化引力-斥力算法。根据地理信息确定主干线,自适应调节节点间自然连接长度,通过父节点与子节点之间的关系限制节点的移动方向,完成配电网馈线单线图的自动生成。通过仿真与优化前结果进行对比分析,验证了该方法的可行性。结果表明,与优化前相比,该方法能生成线长均匀、信息丰富、清晰易读的配电网馈线单线图,满足电网企业对单线图自动成图方法的实时性需求。     

变电站为中心配电网单线图：(二)初始自动布局

基于前文提出的支撑变电站为中心配电网(SCDN)单线图自动生成的数据—图形模型,阐述了第一阶段的接线图初始布局策略,重点解决SCDN馈线群以本变电站10 kV母线为中心的辐射布局问题。首先提出包含模块设计的整体流程,以及成图数据预处理;根据馈线拓扑分析,获取馈线群布局规划,并提出基于干线—支线拓扑模型的支线—干线布局模型。在对环路特性研究基础上,提出了环路和非环路的支线—干线布局模型及计算策略。继而提出了SCDN单馈线分裂图形的水平初始布局计算方法、SCDN单馈线分裂图形目标扇面角和旋转角计算方法、SCDN扇面拼接计算方法及广义开闭所虚拟联络开关节点简易聚合方法,从而形成SCDN初始图形。以5个实际110 kV变电站对提出的模型及算法进行了验证。     

调度大屏输电网潮流图自动生成（一）自动布局

调度大屏输电网潮流图的自动生成,可分解为单线图布局、单线图布线、实时数据接入3个步骤.文中研究布局问题,将其分解为供区布局求解和供区内变电站布局求解,以降低求解的维度,提高求解效率.提出了基于Java脚本控制的可缩放矢量图形(SVG)人工辅助布局工具以及自动求解算法.对供区内变电站布局求解,建立了考虑布线效果的目标函数,即线路交叉尽可能少,相连变电站之间距离尽可能短,避免布局-布线多次循环;并提出了一种基于模拟退火算法的自动布局算法,它在变电站地理坐标离散化或其他任意的初始解上进行计算,可获得全局优化解.布局后再进行优化走线,最后自动生成的电网调度单线图,布局清晰,效果良好.     

基于地理信息的输电网单线图自动生成新算法

提出一种基于地理信息的输电网单线图自动生成新方法,该方法在电网节点布局问题的一般数学模型中引入了关键节点的地理信息,先采用带约束的罚函数法求得单线图节点的初始布局,然后对初始布局进行优化得到最终布局。新方法仅用少量关键节点的地理信息即可实现电网节点的自动排布,不仅改善了单线图自动生成算法的性能,而且节点排布结果美观清晰,更符合调度员的使用习惯。算例测试表明了新方法的有效性。     

基于SVG/XML/CIM的变电站自动化工程配置系统

提出基于SVG／XML／CIM的变电站自动化工程配置系统的设计与开发，即将可扩展矢量图形(SVG)作为变电站图形和完整配置信息封装为整体的信息载体，在子站侧提供基于SVG及公共信息模型(CIM)设计并封装了完整配置信息的变电站一次引导图、电网地理接线引导图的配置编辑系统，进行电网拓扑、变电站一次引导图、自动化系统(主站、子站、智能电子设备)、通信系统等配置。该编辑系统将与主站实现信息交互，通过Java RMI或简单对象访问协议(SOAP)将子站完成的配置信息远传至主站自动入库，实现了“子站侧图形配置、主站侧免维护”的开放式工程配置系统，并在实践中获得了应用。     

基于分区和变电站内外模型的区域电网单线图自动生成

区域电网系统单线图将变电站接线图与站间线路连接在同一个平面展现。以110kV地区电网为例,首先利用其220kV变电站为电网枢纽,辐射状连接110kV变电站的特征对全网进行分区。提出了使区块内变电站数量较均匀,区块间的联络线尽可能少的分区方法。对变电站内、外模型图形进行设计。区块内布局布线问题转化为2个无耦合的顺序阶段求...     

主干配电线路最优路径的计算

长期以来,农村配电网规划、增容缺乏科学合理的手段根据农村配电网的特点和主干配电线路的规划要求,将配电线路映射为一个赋权图,建立了赋权图最短路问题的优化模型,采用Prim最小树算法求解优化模型,得到总权重最小的供电分区赋权图 用算例验证了方法的有效性.     

基于蚁群的在线理论线损分析用输电网单线图自动布局

输电网在线理论线损分析有时需要根据公共信息模型自动生成电网单线图,此时必须实现电网布局的自动生成;对于大电网,需要较短的求解时间。自动布局一般存在容易陷入局部最优解和求解时间长2种问题。文中将输电网单线图布局转化为二次分配问题,并且采用蚁群算法和3-opt优化,解决了以上问题。考虑可能的并行计算扩展,算法忽略各蚂蚁间的...     

基于层次结构及模型驱动的配电网图形自动生成

随着配电网自动化及其相关系统建设水平的日益提高,系统之间的信息交换更加频繁。但鉴于当前不同系统对相同电力设备图元尚缺乏统一的定义标准,导致不同系统间图形缺乏交互能力,难以达到美观、一致性、实用化的需求。立足于配电网应用,通过拓扑模型抽取、对象识别、图元布局及智能布线等过程,实现了一种基于层次结构及模型驱动的配电网一次接线图的自动生成方法,为配电网自动化调度应用提供免维护的图形自动生成手段。通过工程现场的具体应用,验证了研究成果的有效性和实用性。