(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010085894.4
(22)申请日 2020.02.11
(71)申请人 国网江西省电力有限公司电力科学
研究院
地址 330096 江西省南昌市民营科技园内
民强路88号
申请人 国家电网有限公司
(72)发明人 安义　戚沁雅　郭亮　欧阳文华　
蒙天琪　周求宽　王华云　李升健　
(74)专利代理机构 南昌市平凡知识产权代理事
务所 36122
代理人 姚伯川
(51)Int.Cl.
G06F  16/29(2019.01)
G06Q  50/06(2012.01)
(54)发明名称
一种10kV配电线路单线图自动成图方法及
系统
(57)摘要
一种10kV配电线路单线图自动成图方法及
系统，所述方法从电网GIS系统中获取配电线路
地理信息；计算用于自动成图的横坐标等差间隔
Δx 和纵坐标等差间隔Δy ；计算有向图的最长连
通路径，递归生成子图及对节点布局坐标进行计
算；自动生成配电网调度所需的配电线路单线
图。所述系统为计算机设备，包括存储器、处理器
及在处理器上运行的计算机程序。本发明配电线
路单线图自动成图方法，与常规的配电线路单线
图自动成图方法的不同，本发明通过不断递归生
成子有向图及计算该子有向图下的最长连通路
径，完成配电线路有向图的所有节点坐标遍历计
算。本发明适用于相邻节点长度为等比例间隔及
单电源点线路。权利要求书2页  说明书4页  附图2页CN 111309836 A 2020.06.19
C N  111309836
A
1.一种10kV配电线路单线图自动成图方法，其特征在于，所述方法从电网GIS系统中获取配电线路地理信息；计算用于自动成图的横坐标等差间隔Δx和纵坐标等差间隔Δy；计算有向图的最长连通路径，递归生成子有向图及对节点布局坐标进行计算；自动生成配电网调度所需的配电线路单线图。
2.根据权利要求1所述的一种10kV配电线路单线图自动成图方法，其特征在于，所述获取配电线路地理信息，并重新定义配电线路电源节点、分支节点、连接节点、终端节点，获取相应的地理坐标信息；根据配电线路潮流方向生成配电线路有向图数据结构G，边edges为各节点连接关系，节点nodes为电源节点、分支节点、终端节点、连接节点。
3.根据权利要求1所述的一种10kV配电线路单线图自动成图方法，其特征在于，所述横坐标等差间隔Δx和纵坐标等差间隔Δy计算步骤如下：
(1)计算电源节点到所有可到达节点的最长路径长度RL，节点与节点不考虑权重，即不考虑节点与节点之间的实际长度，两个相邻节点间隔长度均相等，横坐标等差间隔Δx如下式：
Δx＝1/RL
其中：最长路径长度RL不为零，若RL为零，配电线路图结构为空或没有节点；
(2)计算配电线路根有向图G所有出度大于2的节点个数odegcou及计算出度大于2的节点的出度数总和odegsum，若odegcou-odegsum不为零，纵坐标等差间隔Δy如下式：Δy＝1/(odegsum-odegcou)
若odegcou-odegsum为零，Δy＝0。
4.根据权利要求1所述的一种10kV配电线路单线图自动成图方法，其特征在于，所述递归生成子图及节点布局坐标计算步骤如下：
(1)输入当前有向图和起始点，计算起始点onode到当前有向图所有可到达节点的最长连通路径，并对该连通路径上的节点逐个计算节点坐标，如下式：
pos[node][0]＝pos[onode][0]+Δx(j-1)
pos[node][1]＝num×mcol
其中：j表示该连通路径上的第j个节点node；pos[ndte][0]表示第j个节点node横坐标值；pos[node][1]表示第j个节点node纵坐标值；num表示第num个最长连通路径；
(2)输入当前有向图和起始点，计算起始点onode到所有可到达节点的最长的路径path，并对该连通路径上的节点逐个进行分析，若当前节点出度小于2，则继续；否则当前有向图移除当前节点，并计算当前有向图下的可连通图；若可连通图节点与最长的路径path 的节点交集为0，则将可连通图生成子有向图；该子有向图添加当前节点及当前节点与子有向图连接关系；连接关系可从配电线路有向图G中获取，同时num加1，将当前节点定义为onode；
(3)重复步骤(1)和步骤(2)，通过不断递归计算最长连通路径、节点坐标、子有向图，直到完成所有节点坐标计算为止。
5.根据权利要求1所述的一种10kV配电线路单线图自动成图方法，其特征在于，所述配电线路单线图自动生成，通过计算机程序，根据所有节点的坐标值自动生成SVG图，并用于展示或导出，供配电网调度运行管理使用。
6.实现如权利要求1～5所述10kV配电线路单线图自动成图方法的系统为一种计算机
设备，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现以下步骤：
(1)将从电网GIS系统中获取的配电线路地理信息输入所述计算机设备的存储器，基于采集到的配电线路地理信息构建配电网拓扑信息数据池；
(2)对数据池数据重新定义电源节点、连接节点、终端节点、分支节点，并根据连接关系重新生成初步有向图数据结构；
(3)计算自动成图的横坐标等差间隔Δx和纵坐标等差间隔Δy；
(4)计算有向图的最长连通路径，计算连通路径上各节点的坐标值；
(5)计算有向图的最长连通路径，逐点判断递归生成子有向图，并重复步骤(3)；
(6)保存所有节点地理坐标，生成配电线路单线图SVG图。
7.根据权利要求6所述一种10kV配电线路单线图自动成图系统，其特征在于，应用配电网数据池中的拓扑数据，重新定义电源节点、连接节点、终端节点和分支节点，根据连接关系初步生成配电线路有向图数据结构，并基于初步配电线路有向图及单线图标准生成相应地最终配电线路单线图。
一种10kV配电线路单线图自动成图方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种10kV配电线路单线图自动成图方法及系统，属配用电技术领域。
背景技术
[0002]配电网单线图主要用于配电网调度运行管理，随着电网GIS系统的不断推广应用，可以根据配电网设备经纬度坐标生成地理图，但配电网地理图涉及设备数量多，图形可观性差，远达不到配电网调度运行管理所要求的单线图，而目前配电网单线图主要由人工进行绘制与维护，人工绘制及维护量大，若基于配电网地理图自动生成单线图，将极大地提升配电网自动化及智能化水平，有助于减轻基层人员的人工量。
[0003]目前，国内外对配电网单线图自动成图主要的方法有力导向算法、人工智能算法等，这些算法成图仍存在有交叉点、难以达到实用化的要求，本专利提出一种配电网单线图自动成图方法及系统，实现配电网单线图自动成图，符合节点无交叉，线条横平竖直的要求，满足配电网调度运行管理要求。
发明内容
[0004]本发明的目的是，为了解决基于配电网地理图难以自动成图的难点，降低基层人员人工绘制与维护配电线路单线图的工作量，本发明提出一种配电网单线图自动成图方法及系统，通过计算机执行程序自动实现配电网单线图自动成图。
[0005]本发明实现的技术方案如下，一种10kV配电线路单线图自动成图方法，所述方法从电网GIS系统中获取配电线路地理信息；计算用于自动成图的横坐标等差间隔Δx和纵坐标等差间隔Δy；计算有向图的最长连通路径，递归生成子有向图及对节点布局坐标进行计算；自动生成配电网调度所需的配电线路单线图。
[0006]所述获取配电线路地理信息，包括配电线路电源节点、分支节点、连接节点、终端节点的地理坐标信息；并根据配电线路潮流方向生成配电线路有向图数据结构G，边edges 为各节点连接关系，节点nodes为电源节点、分支节点、终端节点、连接节点。
[0007]所述横坐标等差间隔Δx和纵坐标等差间隔Δy计算步骤如下：
[0008](1)计算电源节点到所有可到达节点的最长路径长度RL，节点与节点不考虑权重，即不考虑节点与节点之间的实际长度，两个相邻节点间隔长度均相等，横坐标等差间隔Δx 如下式：
[0009]Δx＝1/RL
[0010]其中：最长路径长度RL不为零，若RL为零，配电线路图结构为空或没有节点；[0011](2)计算配电线路根有向图G所有出度大于2的节点个数odegcou及计算出度大于2的节点的出度数总和odegsum，若odegcou-odegsum不为零，纵坐标等差间隔Δy如下式：[0012]Δy＝1/(odegsum-odegcou)
[0013]若odegcou-odegsum为零，Δy＝0。
[0014]所述递归生成子有向图及节点布局坐标计算步骤如下：
[0015](1)输入当前有向图和起始点，计算起始点onode到当前有向图所有可到达节点的最长连通路径，并对该连通路径上的节点逐个计算节点坐标，如下式：
[0016]pos[node][0]＝pos[onode][0]+Δx(j-1)
[0017]pos[node][1]＝num×mcol
[0018]其中：j表示该连通路径上的第j个节点node；pos[ndte][0]表示第j个节点node横坐标值；pos[node][1]表示第j个节点node纵坐标值；num表示第num个最长连通路径；[0019](2)输入当前有向图和起始点，计算起始点onode到所有可到达节点的最长的路径path，并对该连通路径上的节点逐个进行分析，若当前节点出度小于2，则继续；否则当前有向图移除当前节点，并计算当前有向图下的可连通图；若可连通图节点与最长的路径path 的节点交集为0，则将可连通图生成子有向图；该子有向图添加当前节点及当前节点与子有向图连接关系；连接关系可从配电线路有向图G中获取，同时num加1，将当前节点定义为onode；
[0020](3)重复步骤(1)和步骤(2)，通过不断递归计算最长连通路径、节点坐标、子有向图，直到完成所有
节点坐标计算为止。
[0021]所述配电线路单线图自动生成，通过计算机程序，根据所有节点的坐标值自动生成SVG图，并用于展示或导出，供配电网调度运行管理使用。
[0022]一种10kV配电线路单线图自动成图方法的系统，为一种计算机设备，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现以下步骤：
[0023](1)将从电网GIS系统中获取的配电线路地理信息输入所述计算机设备的存储器，基于采集到的配电线路地理信息构建配电网拓扑信息数据池；
[0024](2)对数据池数据重新定义电源节点、连接节点、终端节点、分支节点，并根据连接关系，重新生成初步有向图数据结构；
[0025](3)计算自动成图的横坐标等差间隔Δx和纵坐标等差间隔Δy；
[0026](4)计算有向图的最长连通路径，计算连通路径上各节点的坐标值；
[0027](5)计算有向图的最长连通路径，逐点判断递归生成子有向图，并重复步骤(3)；[0028](6)保存所有节点地理坐标，生成配电线路单线图SVG图。
[0029]本发明的有益效果如下，本发明的配电线路单线图自动成图方法，相比于常规的配电线路单线图方法，节点与节点不存在交叉点，满足横平竖直，层次分明，生成的单线图可直接可供配电网调度运行人员使用。
[0030]本发明与常规的配电线路单线图自动成图方法的不同是，通过不断递归生成子有向图及计算该子有向图下的最长连通路径，完成配电线路有向图的所有节点坐标遍历计算。本发明提出的一种配电线路单线图自动成图方法及系统，充分利用电网GIS系统已有的配电线路地理信息，通过计算机可执行程序代码实现配电线路单线图自动成图，具有较强的工程意义。
[0031]本发明适用于相邻节点长度为等比例间隔及单电源点线路，若线路上存在小水电及光伏等分布式电源点，可将视为负荷处理。
>svg的类型有几种

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