[发明专利]一种基于能量模型的单线图分块布局算法

说明书

本发明公开了一种基于能量模型的单线图分块布局算法,包括：PMS单线图图模信息获取，获取线路拓扑信息及设备模型信息。依据拓扑结构信息，将线路划分为架空及环网柜线路，进行不同线路类型布局。线路布局校验模块，统计布局后的线路信息，与线路模型信息进行对比，校验是否布局成功。本发明通过对PMS上传的线路拓扑模型及设备模型信息进行识别后，使用能量模型计算两个节点间距离，采用深度优先遍历计算有权树最大长度作为支线，依据拓扑节点类型将线路划分为架空线路及电缆线路，对不同线路类型节点进行处理，并在处理前计算线路是否相交，从而大大降低线路重叠率。该发明不仅可以处理复杂的配电网线路，对于一般线路处理效果更好。

技术领域

本发明涉及配电网单线图自动成图技术的研究，更具体地说是一种基于能量模型的单线图分块布局算法。

背景技术

目前配电网线路自动成图方向的研究较多，专利号CN201910735786.4通过对单线图线路模型信息解析后，依据拓扑结构模型，将单线图进行绘制。专利号：CN201310047788.7获取拓扑模型的关键节点后，通过引力-斥力模型对关键节点进行布局，对配网单线图线路进行重新成图。专利号：CN201710000981.3从电网地理信息系统中获取设备馈线信息，将数据保存至内存数据库中进行增量数据自动成图。

配网线路较为复杂，目前对单线图布局算法研究较多，通过对单线图拓扑模型进行解析后，使用不同的布线、布局算法对单线图进行自动成图，部分算法对于纯架空线路或者纯电缆线路可以达到良好的布局效果，但对包含架空和电缆的复杂混合线路依然无法解决线路重叠率及美观性问题，导致一线工作人员在使用配网线路图纸进行运维时难度较大，不能满足现场的实际使用需求。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种基于能量模型的单线图分块布局算法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于能量模型的单线图分块布局算法，包括如下步骤：

步骤1：解析PMS系统上传的图模文件，获取线路拓扑结构及设备模型信息；

步骤2：通过使用能量模型计算线路两节点间的距离，具体计算公式为：

弹簧模型：

节点i和j，用d(i,j)表示两个点的欧式距离，s(i,j)表示弹簧的自然长度，k是弹力系数，r表示两个点之间的静电力常数，w是两个点之间的权重。

能量模型：

步骤3：依据拓扑结构，依次对线路进行布局，架空线路采用正交布局，环网柜线路采用层次布局。

其具体步骤为：

e)深度优先遍历获取有权树最大长度及最长线路节点列表，缓存最大长度线路坐标；

f)根据线路拓扑节点子节点个数判断节点是否含有支线；

g)采用正交布局方式判断支线方向，如果支线在正交方向上不满足要求，则移动支线，缓存支线坐标；

h)判断布局节点设备类型，如果为架空节点，依据架空线路间图元距离、父节点坐标计算当前结点坐标，如果为电缆线路节点，采用层次布局，对环网柜线路进行布局。布局完成后计算是否相交，相交则移动环网柜，将层级结构矩形框四个边坐标进行缓存。

通过上述步骤对复杂配电网线路进行布局，将线路类型进行区分后分别布局。

步骤4：统计布局完成后线路设备节点，与线路模型文件中设备节点进行对比，如果设备节点均相同，则布局成功，如果存在差异，则布局失败，展示失败节点内容。