[發明專利]基于組合圖元的輸電網單線圖自動設計方法

無效

• 申請號: 201210345730.6
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102902847A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 趙冬梅;龔群;張旭
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬于輸電網單線圖設計技術領域，尤其涉及一種基于組合圖元的輸電網單線圖自動設計方法。

背景技術

國內學者引入模擬退火優化算法，以線路總長與交點數目為目標函數，對輸電網單線圖自動布局與繪制進行了嘗試，取得了不錯的效果，但目標函數中的最優權重因子隨模型不同而變化，需人工調整，不便選取。另有學者通過罰函數法求得初始布局，結合單線圖的特點，提出了一種允許交叉的尋路算法，自動生成單線圖的實用性與效率都有較大提高。新加坡學者提出了“最短的連接距離、最少的交叉點、圖元均勻布局”的設計原則，以發電廠為出發點，進行拓撲并建立有向樹，離根部級數相同的元件布置在同一水平坐標上，實現了單線圖的自動生成。上述單線圖自動生成算法將屏幕平均分成若干網格，將變電站抽象成一個給定端口的矩形電氣元件，矩形間的連線則抽象為變電站之間的線路。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種基于組合圖元的輸電網單線圖自動設計方法，用以解決了多T接線輸電網單線圖自動布局問題。

為了實現上述目的，本發明提出的技術方案是，一種基于組合圖元的輸電網單線圖自動設計方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：將T接線解析為四網格組合圖元模型，將普通線路解析為雙網格圖元模型；

所述T接線解析為四網格組合圖元模型是將T節點和與其相連的三個變電站分別解析為一個網格；

所述將普通線路解析為雙網格圖元模型是將兩個相連的變電站分別解析為一個網格；

步驟2：隨機選取T接線作為初始T接線，用初始T接線隨機匹配任意組合圖元模型并將其布置在畫布中心，形成初始整體M；

步驟3：從未選取的T接線中篩選出與初始整體M含有相同變電站數量最多的T接線作為強關聯T接線，若沒有強關聯T接線則隨機選取一個T接線；

步驟4：根據目標函數F對組合圖元模型進行組合圖元優化和布局優化，得到最終組合圖元模型并將其布置到初始整體M中；

所述目標函數F＝μL_∑+vP_∑+wD，其中，L_∑為線路總距離，P_∑為圖形繪制區域交點總數，D為圖形布局均勻程度，μ為線路總距離權重因子，v為圖形繪制區域交點總數權重因子，w為圖形布局均勻程度權重因子；

所述根據目標函數F對組合圖元模型進行組合圖元優化具體是，對組合圖元模型進行平移或者旋轉操作，然后比較目標函數F的值，從而選取最優組合圖元模型；

所述根據目標函數F對組合圖元模型進行布局優化具體是，將組合圖元模型中變電站坐標兩兩交換，并分別重新計算目標函數F的值，通過比較目標函數F的值，確定最終組合圖元模型；

步驟5：對整體M進行重疊操作，刪除重復的圖元；

步驟6：重復步驟3-步驟5，直至所有未選取的T接線相應的組合圖元模型添加到整體M中。

所述線路總距離以各線路間兩兩變電站之間的曼哈頓距離之和表示。

所述圖形布局均勻程度以各變電站與畫布中心曼哈頓距離的方差來表示。

本發明有效地解決了多T接線輸電網單線圖自動布局問題。

附圖說明

圖1是基于組合圖元的輸電網單線圖自動設計方法流程圖；

圖2是組合圖元模型圖；圖中，(a)是T型組合圖元模型圖，(b)是Z型組合圖元模型圖，(c)是L型組合圖元模型圖，(d)是O型組合圖元模型圖，(e)是I型組合圖元模型圖；

圖3是普通線路模型圖；圖中，(a)和(b)是直接連線線路模型圖，(c)和(d)是折線連線模型圖；

圖4是自動優化布局流程圖；

圖5是重疊操作示意圖；圖中，(a)是重疊操作前的組合圖元示意圖，(b)是重疊操作后的組合圖元示意圖；

圖6是整體形成示意圖；圖中，(a)是添加圖元前的整體圖，(b)是添加圖元后的整體圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。

圖1是基于組合圖元的輸電網單線圖自動設計方法流程圖。圖1中，本發明提供的基于組合圖元的輸電網單線圖自動設計方法包括：

步驟1：將T接線解析為四網格組合圖元模型，將普通線路解析為雙網格圖元模型。