基於iec61850的cad電力圖形生成解析方法
2023-12-01 07:32:36
專利名稱：基於iec61850的cad電力圖形生成解析方法
技術領域：
本發明涉及電力系統設計技術領域，特別涉及一種基於IEC61850的CAD電力圖形生成解析方法。
背景技術：
CAD製圖普遍應用於電力設計中，常用於各系統接線圖、端子圖等的設計，其中也不乏有一些配套的插件加快圖紙設計，在這些系統設計中，有的基於CAD製作了大量不同類別的圖塊來快速製作圖紙，但不能進行圖紙的分析；有的基於其他平臺可自定義圖元並做快速的分析及製圖，但不能直接的輸出CAD圖紙。AutoCAD從R14版本起，引入了 ActiveX Automation技術，該技術允許VC、VB、Java等各種面向對象編程環境下的語言和應用程式通過ActiveXAutomation與AutoCAD進行直接通信，並操縱AutoCAD的多種功能，完成圖形的繪製和屬性的編輯，這為在CAD上直接自定義圖元、屬性，以及對圖元的各種分析操作、 自動導出提供了可能。IEC 61850系列標準作為一種新的變電站自動化的設計、工程、維護、運行方法準則，它規範了變電站內智能電子設備之間的通信行為和相關的系列要求，但是卻沒有將IEC 61850標準融合於設計圖紙當中的方式與系統，在進行電力設計時，用戶需要很好的了解 IEC 61850標準，並通過手動或半自動配置的方式生成系統配置文件(S⑶)，而對於圖紙的設計，也需要由廠家提供各裝置的懸空端子圖，然後通過手工進行規劃設計，中間步驟繁雜，工作量極大，效率低下，很容易造成圖紙設計的偏差，且對變電站系統的維護造成了極大的不便。
發明內容
針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種基於IEC61850的 CAD電力圖形生成解析方法，其可以提高CAD電力圖形設計的效率。為達到上述目的，本發明採用以下技術方案一種基於IEC61850的CAD電力圖形生成解析方法，其特徵在於，包括步驟根據IEC61850標準為各設備圖元定義一個以上的連接端子、以及各連接端子支持位置計算的位置區域，將各設備圖元所代表的實際信息作為屬性定義於該設備圖元對應的設備圖元圖塊中；根據SCD文件中的設備對象計算各虛端子兩端的連接端子的數目，對虛端子圖元進行排列，並繪製排列後的虛端子圖元的連接線；根據虛端子圖元得到虛端子圖塊所包含的連接端子及其絕對位置，獲取連接端子與連接端子間的連接關係，根據IEC61850標準輸出SSD文件。根據上述本發明方案，其通過為各設備圖元建立連接端子，通過連接端子來判斷圖元之間的連接關係，從而在導入SCD文件文件後，可以據此自動生成和導出虛端子及其連接關係並進行排列，並據此得到端子與端子間的連接關係，再根據IEC 61850標準輸出SSD文件，實現了 CAD虛端子連接圖的快速自動生成，快速輸出SSD文件，避免了手動連接圖元可能存在的錯誤，大大提高了智能變電站SCD的製作速度及水平，提高了 CAD電力圖形設計的效率。
圖1是本發明的基於IEC61850的CAD電力圖形生成解析方法實施例的流程示意圖；圖2是連接示意圖；圖3是一個具體示例中圖元及連接線輸出的示意圖。
具體實施例方式以下結合具體的較佳實施例對本發明方案進行詳細說明。參見圖1所示，是本發明的基於IEC 61850生成CAD電力圖形的方法實施例的流程示意圖，其包括步驟步驟SlOl 根據IEC61850標準為各設備圖元定義一個以上的連接端子、以及各連接端子支持位置計算的位置區域，將各設備圖元所代表的實際信息作為屬性定義於該設備圖元對應的設備圖元圖塊中；步驟S102 根據SCD文件導出虛端子連接圖，該導出虛端子連接圖的過程包括根據SCD文件中的設備對象計算各虛端子兩端的連接端子的數目，對虛端子圖元進行排列， 並繪製排列後的虛端子圖元的連接線；步驟S103中對圖形連接線的連接關係進行解析分析，該解析分析的過程包括 根據虛端子圖元得到虛端子圖塊所包含的連接端子及其絕對位置，獲取連接端子與連接端子間的連接關係，根據IEC61850標準輸出SSD文件。其中，上述步驟SlOl中的連接端子，主要用來表示設備間的連接點，設備間的連接關係需要通過各自的連接點的位置計算得出。連接端子是用來標識是否具有連接功能的端子，作為特殊的圖塊，連接端子圖塊可以不需要定義任何的屬性，只需要提供支持位置計算的位置區域即可。通過連接端子來識別是否連接的實質，實際上是計算這個連接端子與其他連接端子間的關係。假設給系統設定的連接點計算誤差為r，即兩連接點之間的距離 < r時認為兩點連接，那麼，給連接端子圖塊的支持位置計算的位置區域，可以是為一個半徑為r、圓心為該連接端子圖塊位置點的圓，如圖2所示。其中，系統中所定義的r越小，誤差也越小。通過將該區域設置為圓，從而可以利用CAD的吸附功能來加快連接，進一步提高效率。在這些設備圖元中，有一類特殊的設備圖元母線。由於母線可在任何位置與其他設備圖元進行連接，因此母線本身的任何部位都應當作為連接端子，因此，對於母線，可以無需為其定義連接端子，對於母線的連接可做如下處理以其他設備端子是否包含於該母線圖元內部作為判斷該設備端子是否與該母線連接的依據，即若設備端子包含於母線圖元內部，則判定該設備端子與該母線連接，若設備端子未包含在母線圖元內部，則判定該設備端子與該母線沒有連接關係。另外，還可以實現設備圖元的自定義，即將各設備圖元所代表的實際信息作為屬性定義於設備圖元對應的設備圖元圖塊中，例如，以開關為例，該實際信息可以是開關名稱、開關類型等等。對於各不同類型的設備圖元，其屬性均以XML格式進行統一存儲，從而可以作為對其他設備圖元的屬性進行定義時候的模板與參考，以加快圖元的定義過程。在定義好所需圖元後，即可進入步驟S102根據S⑶文件導出虛端子連接圖。主要過程可包括有根據SCD文件中的設備對象計算各虛端子兩端的連接端子的數目，對虛端子圖元進行排列，並繪製排列後的虛端子圖元的連接線。其中，在對虛端子圖元進行排列之前，可先根據各虛端子兩端的連接端子的數目計算圖元的空間大小，然後同時基於該計算得出的圖元的空間大小對虛端子圖元進行排列，以實現對空間的合理應用。其中，為了保證整體形狀的美觀、以及後續連接線的走向儘可能簡短，虛端子圖元的輸出排列過程具體可以是分析所需圖元數目及圖元區域計算出來整個畫布所需的空間大小，計算視圖接近黃金比例時候的橫軸及縱軸的圖元個數比，圖元之間的順序以連接關係多的處於鄰近隊列為原則進行優化排列。在進行連接線的繪製時，可遵循以下原則儘可能的走同一通道，即連接線的走向保持一致(除非同一走向空間用完，需搜索其他通道)；連接線與任何圖元不疊加；連接線間在同一走向上不疊加；連接線在選擇走向的時候，始終在滿足上麵條件的基礎上檢索到達對側的最優點，保證了最短路徑的生成，圖3中示出了一個具體示例中生成的連接圖。上述步驟S103中對圖形連接線的連接關係的解析分析，主要是針對圖形連接線的連接關係的分析，其中，設備圖元所代表的屬性可直接根據圖元ID獲取，而對於連接關係的分析，具體可以是首先根據虛端子圖元得到設備圖元圖塊所包含的特殊端子及其絕對位置，然後獲取各連接端子與連接端子間的連接關係，各圖元間的連接關係確定之後，即可根據IEC61850-6的標準定義輸出SSD文件。在獲取各連接端子與連接端子間的連接關係時，具體可利用小區域搜索法來進行快速獲取，具體過程可以是對於某一端子A，得到R區域內的所有圖元，其中R區域為圖元的最大空間範圍，然後計算各個圖元的特殊端子的絕對位置是否滿足與端子A的連接端子定義，若滿足，則確定它們之間是相互連接的。在該小區域搜索法中，CAD的各類線型圖元可重複使用，以便於確立非直接連接的圖元間的連接關係。在獲取各連接端子與連接端子間的連接關係時，還可以利用循環遍歷各圖元之間的連接關係的方式來確定圖元之間的連接關係，直到遍歷一次之後沒有發生連接關係的改變則退出的方法進行分析，在此不予贅述。上述本發明的方案，可廣泛應用於智能變電站的圖紙設計當中，實現CAD虛端子連線圖的快速自動生成及主接線圖的自動分析和導出，從而避免了手動連接圖元可能存在的錯誤，以及重複的主接線圖的繪製，大大的提高了智能變電站SCD的製作速度及水平；同時，同類圖紙可以重複使用於不同站中，只需修改相應屬性值即可，加快了圖紙製作速度。以上所述的本發明實施方式，僅僅是對本發明較佳實施例的詳細說明，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護範圍之內。
權利要求
1.一種基於IEC61850的CAD電力圖形生成解析方法，其特徵在於，包括步驟根據IEC61850標準為各設備圖元定義一個以上的連接端子、以及各連接端子支持位置計算的位置區域，將各設備圖元所代表的實際信息作為屬性定義於該設備圖元對應的設備圖元圖塊中；根據SCD文件中的設備對象計算各虛端子兩端的連接端子的數目，對虛端子圖元進行排列，並繪製排列後的虛端子圖元的連接線；根據虛端子圖元得到設備圖元圖塊所包含的連接端子及其絕對位置，獲取連接端子與連接端子間的連接關係，根據IEC61850標準輸出SSD文件。
2.根據權利要求1所述的基於IEC61850的CAD電力圖形生成解析方法，其特徵在於， 還包括步驟計算設備圖元的空間大小，根據設備圖元的空間大小對虛端子圖元進行排列。
3.根據權利要求1或2所述的基於IEC61850的CAD電力圖形生成解析方法，其特徵在於，所述設備圖元為母線時，以設備端子是否包含於該母線圖元內部作為判斷該設備端子是否與該母線連接的依據。
4.根據權利要求1或2所述的基於IEC61850的CAD電力圖形生成解析方法，其特徵在於，所述連接端子支持位置計算的位置區域為一個半徑為r、圓心為該連接端子位置點的圓，r為系統連接點計算誤差。
5.根據權利要求1至4任意一項所述的基於IEC61850的CAD電力圖形生成解析方法， 其特徵在於，對虛端子圖元進行排列的過程包括分析所需圖元數目以及圖元區域，計算整個畫布所需的空間大小，計算視圖接近黃金比例時的橫軸及縱軸的圖元個數比，以連接關係多的處於鄰近對立為原則對圖元之間的順序進行優化排序。
6.根據權利要求1至5任意一項所述的基於IEC61850的CAD電力圖形生成解析方法， 其特徵在於，遵循以下原則繪製排列後的虛端子圖元的連接線連接線的走向保持一致; 連接線與任何圖元不疊加；連接線間在同一走向上不疊加。
全文摘要
基於IEC61850的CAD電力圖形生成解析方法，包括根據IEC61850標準為各設備圖元定義一個以上的連接端子圖塊、以及各連接端子圖塊支持位置計算的位置區域，將各設備圖元所代表的實際信息作為屬性定義於該設備圖元所屬的圖塊中；計算所選擇的SCD文件中各虛端子兩端的連接端子的數目，計算設備圖元的空間大小，對虛端子圖元進行排列，繪製排列後的虛端子圖元的連接線；根據虛端子圖元得到其圖塊所包含的端子及其絕對位置，獲取端子與端子間的連接關係，根據IEC61850標準輸出SSD文件。本發明避免了手動連接圖元可能存在的錯誤，提高了智能變電站SCD的製作速度及水平，提高了CAD電力圖形設計的效率。
文檔編號G06F17/50GK102360398SQ20111030605
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者伍廣儉, 廖毅, 張寅懷, 張雪焱, 朱海華, 李濤, 李煜東, 林俊, 遊復生, 胡華威, 譚茂強, 谷新梅, 鄧小玉, 魯麗娟 申請人:廣東省電力設計研究院