一種基於開口點的轉供輔助分析圖自動可視化方法與流程

2023-10-27 20:03:35

1.本發明涉及電力系統技術領域，尤其是涉及一種基於開口點的轉供輔助分析圖自動可視化方法。


背景技術：

2.現有的開口點相關業務應用中，業務人員通常是在電系圖中掛開口點牌的方式來標記開口點。這種方式有三個不便利之處，一是沒有智能篩選，開口點不全或過多標記；二是在運行方式發生變化後，不能同步標記，往往具有滯後性，導致不能正確反映饋線的開口情況；三是在整張圖中由於圖元過多，不利於聚焦局部關聯圖。


技術實現要素：

3.本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種使用方便的基於開口點的轉供輔助分析圖自動可視化方法。
4.本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
5.一種基於開口點的轉供輔助分析圖自動可視化方法，包括以下步驟：
6.獲得一操作點，根據該操作點的位置確定一選擇設備；
7.基於所述選擇設備搜索獲取一可能開口點列表，從所述可能開口點列表中篩選獲得真實開口點列表，所述開口點為兩頭帶電且處於分開狀態的線路側開斷設備；
8.根據所述真實開口點列表生成可視化圖，所述可視化圖基於預先存儲的電系圖生成。
9.進一步地，基於所述選擇設備搜索獲取一可能開口點列表具體為：
10.對所述選擇設備所在一側進行本側饋線搜索，包括廣度搜索和深度搜索，追溯到變電站出線，搜索到饋線邊緣分開的開斷設備，形成所述可能開口點列表。
11.進一步地，從所述可能開口點列表中篩選獲得真實開口點列表包括：
12.對可能開口點列表中的各可能開口點進行對側饋線分析，判斷從可能開口點的另外一個端子向對側電源側是否能搜索追溯到變電站出線，若是，則將該可能開口點作為真實開口點加入至真實開口點列表中。
13.進一步地，在搜索過程中疊加篩選過濾條件，從列表中刪除符合篩選過濾條件的開口點。
14.進一步地，所述篩選過濾條件為搜索路徑上存在篩選設備。
15.進一步地，所述篩選設備包括雙側熔斷器、雙側柱上負荷開關、同母線、同變電站、n級開關站分段開關中的多個。
16.進一步地，所述可視化圖包括基本圖、開口點拓撲簡圖、規則化電系單線圖、原地平衡式電系單線圖、地理電系單線圖和抽取式饋線電系單線圖。
17.進一步地，所述基本圖通過高亮、變色、閃爍的方式之一對饋線予以提示。
18.進一步地，該方法還包括：
19.生成可視化圖時，每一開口點處對應顯示一可操作的閃爍點，當獲取到針對該閃爍點的操作指令時，自動生成對側展開局部環網圖。
20.本發明還提供一種計算機可讀存儲介質，包括供電子設備的一個或多個處理器執行的一個或多個程序，所述一個或多個程序包括用於執行如上所述轉供輔助分析圖自動可視化方法的指令。
21.與現有技術相比，本發明具有以如下有益效果：
22.1、本發明通過篩選方式獲得真實開口點，能夠實現快速的可視化圖自動生成，提高使用便利性。
23.2、本發明通過篩選過濾條件實現可配置化的智能開口點分析，秒級實時分析並匯總負荷情況，秒級自動生成六種類型的圖，快速對側展開，饋線分色顯示，能夠通過最少的操作，提供儘量多的信息，對業務人員圖上作業、配調配搶、智能轉供、運行方式對比、統計配網結構合格率(開口點指標)等工作有重要的應用意義。
附圖說明
24.圖1為本發明的方法流程圖；
25.圖2為最小電系島化簡原理圖；
26.圖3為最小電系島化簡結果圖；
27.圖4為同象限兩分支90度引出及電系線正交化效果示意圖；
28.圖5為同象限三分支45度角斜引出效果示意圖；
29.圖6為電系圖繞過電站效果示意圖；
30.圖7為網格避障原理圖；
31.圖8為消凸前電系線走向圖；
32.圖9為消凸後電系線走向圖；
33.圖10為帶有多個順序連接的站房的電系單線圖；
34.圖11為圖10的串連延伸布局圖；
35.圖12為帶有多個逆序連接的站房的電系單線圖；
36.圖13為圖12的串連延伸布局圖；
37.圖14為規則單線圖的分支角度索引示意圖；
38.圖15為3.7.2原地平衡分支角度佔位索引示意圖；
39.圖16為電站出線點自動豎向標註效果圖；
40.圖17為杆變銘牌和電系編號雙標註自動沿走向標註效果圖；
41.圖18為開口點分析及篩選過濾流程圖；
42.圖19為基本圖的整體效果圖；
43.圖20為基本圖的局部放大圖；
44.圖21為拓撲簡圖；
45.圖22為規則式饋線電系單線圖；
46.圖23為平衡式饋線電系單線圖；
47.圖24為饋線地理電系單線圖；
48.圖25為抽取式饋線電系單線圖；
49.圖26為對側展開形成的局部環網圖。
具體實施方式
50.下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
51.術語解釋
52.開口點：一般而言，本發明中的開口點是指兩頭帶電且處於分開狀態的線路側開斷設備，包含柱上斷路器、環網站(櫃)內的負荷開關、第一級開關站的母聯分段開關等。
53.本側/對側：本側是指當前滑鼠點中設備所分析到的饋線；對側是指經過開口點的另一側所分析到的饋線(或線路)。
54.斥力-張力平衡算法：對電力成圖元件節點(電站/開斷設備/負荷設備)引用空間物體平衡受力模型，節點與節點之間具有排斥力(斥力)，鄰接節點間具備拉力(張力)，通過多次迭代，達到一種位置平衡(或者限制位移範圍)。
55.最小電系島：由導線+緊鄰開斷設備(各方向最近的一個開斷設備)包絡的一組電系連接設備。
56.正交化：對連接線(電系線)進行正交化處理，並儘可能智能繞過進出電站。
57.智能消凸：對正交化產生的元件單連接(無分支，連接線+元件+連接線產生了凸凹形狀)的凸凹儘量拉平，增加圖形美觀程度。
58.小設備組(杆變組)：通常為柱上熔絲+杆變、柱上熔絲+用戶點兩種簡單設備組合，佔用空間不大，可在自動成圖的最後一步補充處理。
59.一點六圖：「一點」兩個含義，一是指「開口點」，二是指「圖上滑鼠點一下」；「六圖」基於拓撲分析結果，實現六種圖自動生成和展示，即基本圖、開口點拓撲簡圖、規則化電系單線圖、原地平衡式電系單線圖、地理電系單線圖、抽取式饋線電系單線圖自動生成。
60.如圖1所示，本實施例提供一種基於開口點的轉供輔助分析圖自動可視化方法，包括以下步驟：步驟s1、獲得一操作點，根據該操作點的位置確定一選擇設備；步驟s2、基於所述選擇設備搜索獲取一可能開口點列表，從所述可能開口點列表中篩選獲得真實開口點列表，所述開口點為兩頭帶電且處於分開狀態的線路側開斷設備；步驟s3、根據所述真實開口點列表生成可視化圖，所述可視化圖基於預先存儲的電系圖生成。該方法可在接收到操作點後，自動分析開口點，並生成可視化圖，對業務人員圖上作業、配調配搶、智能轉供、運行方式對比、統計配網結構合格率(開口點指標)等工作有重要的應用意義。
61.1、電系圖成圖技術引用
62.本方法的可視化圖部分技術採用專利申請202110025337.8中公開的電系圖生成方法，如基於最小電系島化簡、斥力張力平衡、電系線正交化、智能消凸、小設備組合及自動標註算法獲得電系圖。涉及的關鍵技術包括：
63.(1)最小電系島化簡
64.最小電系島是指由一組開斷設備、站房的進出線、線路末端所包括的有拓撲連接關係的設備集合，島邊緣包括開斷類設備、線路末端或者下一個站房的進線點，如圖2所示。
65.原地平衡式饋線電系單線圖是按地理方位化簡布局，這樣後續的位置平衡算法會
儘快完成，並且會儘可能減少交叉。
66.但是在規則式饋線電系單線圖中，保持一個基本橫平豎直的走向，所以按引導設備的走向自動擴展，如果出現分支的話，根據分支角度索引按照另外3個90度、四個45度的方向自動引導成圖。
67.最小電系島簡化規則是，合併線路上的相同設備類型的無分支的導線段、電纜段、以及輔助連接線，形成一段電系線。電纜段和電纜段化簡合併；架空導線段和架空導線段化簡合併。如圖3所示，線路上第9號杆-12號杆之間無分支，無開斷設備，這樣就可以化簡為一段電系線了。
68.(2)斥力-張力平衡算法
69.根據力學建模，對任意拓撲圖來說，節點之間有權重(質量或電荷)，節點之間有排斥力，鄰接節點之間通過電系線有拉力，多次運動迭代會達到一個較為理想的位置平衡狀態。
70.(3)電系線正交化
71.整體張力平衡布局後，為實現相對橫平豎直的走線規則，需對電系線進行正交化。電系線正交化具體包括以下步驟：
72.1)在每次擺線前進行角度佔位索引，並繞開已佔用的角度，同象限直角優先，直角被佔用後，啟用45度角；
73.2)對純站外設備間的電系線通過取直、折角和線條規則化實現電系線正交；
74.3)對電站出線進行正交化，要考慮進線、出線(電站上下)的另一端在電站的八個方位布局，每個進出線點共16種情況，考慮對電站的從上或從下的繞過處理，例如：如果連接電站電系線的出線方位為電站下方，電系線另一端點的坐標方位為左上角，那麼則在近電站這端增加兩個節點，一個節點從下方拉出電站，另一個節點向左直角轉向，拉到超出站框左側，這樣就完成從左下方繞過電站，並連接到左上方的端點，其它方位的繞過方式類同。如圖4-圖6所示。
75.(4)網格避障
76.根據設備節點數量，將成圖區域劃分為m*n的正方形網格，儘量保持一個網格內只保留一個節點。判斷網格內的節點數量，如果同一個網格內有多個節點，儘量將多餘設備節點依次推至周邊網格，使得節點落位進一步均衡一些。
77.避障的處理優先完成電站類的網格避障，再完成開斷類設備、變壓類的避障。如圖7所示，開斷類設備是定長邊/點，可以在一個網格內，但不同的開斷設備不能在一個網格內。
78.(5)智能消凸
79.通過前面引入的正交化處理，會對部分複雜的電系線(比如兩端連接電站的電系線)產生重複點、繞回線段，不可避免地要形成一些「凸起」。本步驟的目的是完成去重複點、去除點位繞回、去除明顯突兀點、及垂直截斷處理。
80.電系線消凸處理用於對含有凸起的電系線(突兀部分)進行壓縮處理，含有凸起的電系線的類型包括：1)末端電系線；2)電系線+電系線並局部平行延伸；3)電系線+開斷+電系線並局部平行延伸或環回。
81.通過讓程序識別這種「凸起」接線模式，模式識別完成後，儘可能完成這種消凸處
理，壓縮到一個和諧的位置，壓縮過程中進行已有設備的重疊判斷，使電系圖更加美觀。消凸前後的效果如圖8-圖9所示。
82.(6)站房串連延伸布局
83.若單條饋線所帶的電站太多，自動規則成圖模式下，如果沒有好的引導方案(人工引導的時候會有預覽效果，會避免這種情況)，會導致電站縱橫交錯(特別是電站連接電站，「糖葫蘆」的方式)，從而導致整個電系單線圖雜亂。
84.站房串連延伸布局關鍵點是，根據進出線點的三角箭頭方向和下一電站進線的軸線的方向，計算一個方向控制線，形成在一個方向上的「糖葫蘆」串，如圖10-圖13所示。
85.順序的串連站：電站的出線點與下一個電站的進線點相鄰，順著一個方向串連下去。
86.逆序的串聯站：電站的出線點與下一個電站的進線點不相鄰，中間跨越其它進線點或出線點。
87.(7)角度佔位索引
88.角度佔位主要是解決均衡布局的問題，避免在一個方向設備重疊或聚集太多，使之相對均衡。
89.電系線分支布局，按引導設備的走向自動擴展。如果出現多分支的話，根據分支角度索引按照另外3個90度、四個45度的方向自動引導成圖(直線行進優先)，如圖14所示。
90.如果出現多分支的話，根據分支角度索引按照另外3個90度、四個45度的方向自動引導成圖(直線行進優先)。由於是原地平衡，則分支有可能在一個方向，則啟用45度角引出，避免圖元重疊，如圖15所示。
91.(8)自動標註
92.元數據配置設備的標註屬性、大小、顏色、排列方式等，在完成小設備組成圖後，根據被標註設備的元數據配置信息、線設備長度、角度等自動計算標註位置和角度，比如電站出線的豎向標註、配變角度延伸方向標註等，一次性完成設備標註。文字繪製內容包括本側/對側站、線、開關設備、負荷(杆變、配變、用戶點)，線路開口點最好也能表達杆號信息。如圖16和圖17所示。
93.2、開口點分析及篩選
94.本方法中，真實開口點列表的生成規則包括分析規則和線路開口點取捨規則。分析規則為：本側由所選設備向電源側追溯到變電站出線開關；對側由開口點的另外一個端子向對側電源側分析到變電站出線開關。線路開口點取捨規則為：熔絲、隔離開關不作為開口點【模型可配置】；根據過濾條件，可過濾雙側路徑上具有熔絲供電、柱上負荷開關供電、途徑n級開關站分段開關、同母線、同變電站的「開口點」。
95.真實開口點列表的獲取過程具體包括：對所述選擇設備所在一側進行本側饋線搜索，包括廣度搜索和深度搜索，追溯到變電站出線，搜索到饋線邊緣分開的開斷設備，形成所述可能開口點列表；對可能開口點列表中的各可能開口點進行對側饋線分析，判斷從可能開口點的另外一個端子向對側電源側是否能搜索追溯到變電站出線，若是，則將該可能開口點作為真實開口點加入至真實開口點列表中。
96.在優選的實施式中，在獲得可能開口點列表和真實開口點列表後，均進一步對各開口點進行篩選，本實施例通過設置開口點的篩選過濾條件，符合過濾條件的，則為「假開
口點」。具體地，本實施例設置的篩選過濾條件包括「過濾雙側熔斷器」、「過濾雙側柱上負荷開關」、「過濾同母線」、「過濾同變電站」、「分析n級開關站」五組組合篩選條件，實時分析符合條件的開口點，即篩選設備可以包括雙側熔斷器、雙側柱上負荷開關、同母線、同變電站、n級開關站分段開關中的多個。
97.如圖18所示，疊加上篩選過濾條件後，開口點分析則需要上行和下行各分析一次。依據點擊的設備，先按照開口點分析算法按廣度深度搜索一次，並找到饋線出線，並同步檢查路徑上是否符合篩選條件，有篩選設備，則需要從饋線出線開關再分析一次，形成篩選設備-》開口點的對應結構。
98.分析到初步的開口點，在用相同的組合條件去分析對側饋線，如果同樣有滿足條件的篩選過濾設備，則為「假開口」，否則為「真開口」。真假開口是根據工作的篩選條件而轉化的，一般實際工作時會將「過濾雙側熔斷器」、「過濾雙側柱上負荷開關」、「過濾同母線」勾選上，先分析啟用最可靠的開口點，當無可選用時，才逐次放寬條件，選用次可靠的開口點。
99.本實施例獲得的真實開口點列表所包含的信息主要有：本側出線、電壓等級、所屬大饋線、所屬站、所屬線路、大饋線所供負荷明細(杆變/配變/用戶點)、線路開口點、對側線路名稱、對側所屬大饋線、對側變電站、對側所供負荷明細(杆變/配變/用戶點)。
100.在獲得真實開口點後，可以分析指定範圍內每一條10kv饋線的開口點，統計開口點合格率。按照純電纜線路不少於一個開口、混合線路不少於三個開口(指標可根據管理需求調整)的統計饋線結構的合格率，找出薄弱的饋線。
101.3、可視化圖
102.在完成開口點分析後，本方法可實現六種圖自動生成和展示，即基本圖、開口點拓撲簡圖、規則化電系單線圖、原地平衡式電系單線圖、地理電系單線圖、抽取式饋線電系單線圖自動生成。
103.基本圖：在滑鼠點擊操作的圖上(一般為電系圖或地理圖)，依據分析結果高亮顯示饋線，並在開口點位置醒目標記，當視野不斷清晰放大時，能在圖上詳細列出本側饋線和對側饋線的統計信息。本實施例的基本圖如圖19和圖20所示。
104.拓撲簡圖：省略中間連接設備，直接從本側電源出線-》(經過)開口點-》(指向)對側電源出線，並用文字標註每條饋線的負荷匯總信息、標註開口點的信息，全自動生成。簡圖表達簡潔直觀，很清晰地表達饋線與饋線、電站與電站的連接關係。
105.為使圖形美觀，將拓撲簡圖分層繪製。第一層為本側電源出線，第二層為開口點，第三層為對側電源出線。文字信息均標註在圖元的右側。需要計算圖元和文字標註的高度寬度，使拓撲簡圖上的圖和文字能均勻排布。簡圖上的每個設備圖元均可以定位到地理圖，簡化的電系線也可以跨站定位到地理圖的最短路徑。本實施例的簡圖如圖21所示。
106.規則式饋線電系單線圖：是從饋線出線開關開始按照最小電系島自動迭代追加，保留站內設備、線路上的開斷設備、分支、杆配變和用戶、重要運行杆等關鍵要素，確定主線方向，按照橫平豎直的規則，延伸布局，並完成自動標註。圖形美觀，關鍵圖元要素齊全。本實施例的規則式饋線電系單線圖如圖22所示。
107.規則單線圖選用的算法有最小電系島化簡、網格避障、站房串連延伸布局、小設備組補充、自動標註算法。
108.原地平衡式饋線電系單線圖：介於規則電系單線圖和地理電系單線圖之間，圖元
坐標接近地理位置，設備成圖按照規則電系單線圖的成圖規範和正交化處理，並且做了一定的布局平衡。圖形較規則，關鍵圖元要素齊全。本實施例的平衡式饋線電系單線圖如圖23所示。
109.饋線地理電系單線圖：根據本側的電系設備，從地理圖抽取數據，形成單獨的地理電系單線圖，類似於地理電系圖的生成原理，並標示出對側出線。這種圖走位跟地理圖一致，不做任何簡化，圖元要素最完整。本實施例的饋線地理電系單線圖如圖24所示。
110.抽取式饋線電系單線圖：根據開口點分析的結果，從已存在的常規大電系圖上抽取當前饋線圖元。這種圖依賴於已存在的常規大電系圖，優點是符合常規電系圖的原走向原布局，只抽取了目標饋線，業務人員看圖調度熟門熟路。本實施例的饋線地理電系單線圖如圖25所示。
111.在另一具體實施方式中，該方法還包括：生成可視化圖時，每一開口點處對應顯示一可操作的閃爍點，當獲取到針對該閃爍點的操作指令時，自動生成對側展開局部環網圖。
112.實際上，在日常的配電工作管理中，除了單條饋線的工作，往往需要對側饋線上開展工作，如計劃停電、負荷轉供、故障搶修等；這樣，展開開口點對側的饋線也十分重要。以當前饋線為基礎，分別展開對側的饋線，形成局部環網圖，這對於業務人員清晰地掌握局部電網情況非常有意義。具體地，本實施例設置一種「開口閃爍點」依附在開口點上，不斷地閃爍提示開口點位置。可通過滑鼠雙擊「開口閃爍點」，能夠很方便快速地自動生成對側饋線，用不同的顏色對展開的饋線著色，每種饋線一種顏色，饋線邊界非常明晰。本實施例的局部環網圖如圖26所示。
113.上述方法如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬碟、只讀存儲器(rom，read-only memory)、隨機存取存儲器(ram，random access memory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
114.以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。