[发明专利]一种电网潮流图自动生成方法

权利要求书

1.一种电网潮流图自动生成方法，其特征在于，该方法包括：定义电网潮流图的厂站图标模型，该图标由中间的矩形和矩形四边上伸出的多个引线构成，每边的引线长度从中部向两侧依次递减，连接各边最短引线端点所围成的区域构成厂站图标模型禁区；该方法包括以下步骤：

1)把待生成潮流图的画面分成等间隔的m*n个区域，m，n均为正整数，将厂站图标模型按厂站的相对地理位置分配到相应区域中；

2)采用引力-斥力模型对厂站图标模型坐标在其所属的区域内进行优化，使厂站图标模型间的线路交叉最少；

3)连接两个厂站图标模型的线路布置成横平竖直的折线，使得线路折线不穿过任何厂站图标模型图标及其禁区；所述步骤2)具体包括以下步骤：

(21)在各厂站图标模型所属区域的坐标范围内，随机生成所有厂站图标模型的坐标；

(22)计算各个厂站图标模型之间的相互引力gv：

若两个厂站图标模型对应的实际厂站没有连线时，引力gv为0；

若有连线时，当两个厂站图标模型之间的距离小于自然距离时，引力gv为0；否则引力gv将与厂站图标模型V_i和V_j之间的当前距离与设定的自然距离的差值成正比，该引力的绝对值|gv|如公式(1)所示：

其中：k₁——正比例系数；

      dl——自然距离；

      dis(V_i，V_j)——厂站图标模型V_i和V_j之间的当前距离；

(23)计算各个厂站图标模型之间的相互斥力rp：

当两个厂站图标模型的距离小于阈值时，两者之间的斥力为强斥力值；否则，相互斥力与两厂站图标模型的出线度成正比，与两厂站图标模型的距离平方成反比；相互斥力的绝对值|rp|如公式(3)所示：

式中：dl为自然距离，mV为阈值，dg(V_i)为厂站图标模型V_i的出线度，sV为强斥力值；

mV设定为V_i，V_j的厂站图标模型不重叠时的最小距离； 

sV为固定值且设定该值大于两个厂站图标模型紧挨着但不重叠时的斥力值；

(24)根据步骤(22)、(23)的结果计算各厂站图标模型所受的合力，根据合力的方向和大小移动厂站图标模型坐标：

把每个厂站图标模型各自的所有引力与斥力合成，得到各个厂站图标模型受到的合力force(V_i)；

将每个厂站图标模型所受的合力force(V_i)分解成x轴向的合力和y轴向的合力forcex(V_i)和forcey(V_i)，然后根据公式(4)，公式(5)计算得每个厂站图标模型的x轴移动距离dx(V_i)和y轴移动距离dy(V_i)：

将公式(4)，公式(5)计算得每个厂站图标模型的x轴移动距离dx(V_i)和y轴移动距离dy(V_i)对步骤(21)中所有厂站图标模型的坐标进行更新，再将所有厂站图标模型的force(V_i)归零；

(25)设dm为所有厂站图标模型的dx(V_i)，dy(V_i)中的最大值；当dm小于设定值ξ时，ξ为正整数，厂站图标模型布局优化结束；否则转(22)。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括以下步骤：

定义：将所有连接厂站图标模型的线路用横平竖直的折线表示；

线路连接的两个厂站图标模型的引线端点构成的矩形区域中包含的厂站图标模型禁区的厂站图标模型集合为该线路的线路障碍集；

若线路连线的两个厂站图标模型的引线端点构成的矩形区域中不包含任何厂站图标模型禁区，则该线路障碍集为空集，否则该线路障碍集为非空集；

(31)线路障碍集为空集的线路的走线：根据线路两端的坐标形成矩形，任意选取该矩形一侧折线作为线路的走线；

(32)障碍集为非空集的线路的走线：

a.线路两端对应的矩形一侧边缘不会碰到其他厂站图标模型的厂站图标模型禁区，则直接采用矩形该侧边缘折线作为线路的走线；

b.否则，采用迷宫算法进行走线，同时规定一条线路最多只能有2个折点，具体的布线步骤如下：

(321)设当前需要横平竖直绘图的线路对应的矩形x轴方向长为l，y轴方向高为h；

(322)先进行水平-竖直-水平布线方式的尝试：

处于左侧的厂站图标模型水平往右探索，一旦遇到某个厂站图标模型禁区时，停止探索，记录下此时探索所走过的距离l₁；如果在走过l的距离仍未遇到任何厂站图标模型禁区， 则l₁＝l，并停止探索；同理，处于右侧的厂站图标模型按照类似的方法水平往左探索，得到探索走过的距离l₂；

如果(l₁+l₂)≤l，则转步骤(323)；

如果(l₁+l₂)＞l，将矩形长l从左至右分成3段线段，长度分别为：l-l₂，l₁+l₂-l，l-l₁；在长为l₁+l₂-l的这段线段范围内，以步长Δl从左至右不断尝试竖直线路是否可以不穿越任何厂站图标模型禁区；一旦存在竖直线路可以不穿越任何厂站图标模型禁区的情况，则按此尝试线路采用水平-竖直-水平的方式布线，然后转步骤(325)；如果在l₁+l₂-l的范围内不存在竖直线路可以布通的情况，则转步骤(323)；

(323)进行竖直-水平-竖直布线方式的尝试：具体方法如下：

处于上方的厂站图标模型竖直向下探索，一旦遇到某个厂站图标模型禁区时，停止探索，记录下此时探索所走过的距离h₁；如果在走过h的距离仍未遇到任何厂站图标模型禁区，则h₁＝h，并停止探索；同理，处于下方的厂站图标模型按照类似的方法竖直向上探索，得到探索走过的距离h₂；

如果(h₁+h₂)≤h，则转步骤(324)；

如果(h₁+h₂)＞h，将矩形高h从上到下分成3段线段，长度分别为：h-h₂，h₁+h₂-h，h-h₁；在长为h₁+h₂-h的这段线段范围内，以步长Δl从上至下不断尝试水平线路是否可以不穿越任何厂站图标模型禁区；一旦存在水平线路可以不穿越任何厂站图标模型禁区的情况，则按此尝试线路采用竖直-水平-竖直的方式布线，然后转步骤(325)；如果在h₁+h₂-h的范围内不存在水平线路可以布通的情况，则转步骤(324)；

(324)如果水平-竖直-水平和竖直-水平-竖直两种布线方式都行不通的话，则先不绘制该条线路；

(325)如果已经遍历完所有的线路，则转步骤(326)，否则转步骤(321)；

(326)若存在未绘制的线路，则手工移动某些影响横平竖直绘图的厂站图标模型，从而确保所有线路都可以用横平竖直的折线表示出来，结束布局；若不存在未绘制的线路，结束布局。