基於邏輯關係的建模系統和建模方法
2023-10-09 01:55:19 4
專利名稱：基於邏輯關係的建模系統和建模方法
技術領域：
本發明涉及電力系統電網模型構建領域，具體涉及一種基於邏輯關係的建模系統和建模方法。
背景技術：
電網模型是一切電力系統有關的分析、決策與管理的基礎，模型是否有、是否完整、是否準確、是否容易建立應該說都非常重要，傳統的電網模型定義方法採用圖模庫一體化方法，也就是先畫圖、然後生成模型、再寫入關係資料庫中。畫圖是手工繪製，採用基於物理節點的方法，及每個設備對象都有一個或多個關節點，通過繪製關節點之間的連接線，實
現拓撲描述；圖形繪製的範圍通常是以廠站圖形為單元，站與站之間通過線路建立連接關係，從而生成整個系統的電網模型。該方法在電網規模不大且站外設備較少、分支較少時有其優點，但當系統規模大、接線複雜時，以廠站圖為單元時，系統模型涉及的廠站圖達到幾百個甚至更多，管理維護困難，容易出錯，且基於物理節點的「點對點聯接」方式操作步驟太多、容易因為人工操作失誤造成模型描述錯誤，此外當站外設備多、分支多時以廠站圖為單元的建模方式邊界切割複雜，這些因素都造成了電網模型的定義困難，嚴重影響了對電力系統應用分析決策的支持與可靠性。
發明內容
為此，本發明所要解決的是現有建模系統採用手工繪圖操作步驟太多、容易出錯的技術問題，從而提供一種操作簡單、運行可靠的基於邏輯關係的建模系統和建模方法。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下—種基於邏輯關係的建模系統，包括操作任務集成模塊，將操作任務集成分為不同類別，所述類別包括增加操作對象、刪除操作對象、修改操作對象；任務解釋器，獲取所述操作任務集成模塊的命令信息，並對所述命令信息進行任務拆分；圖形布局修正模塊，採用矩形點陣描述，將操作對象放置於網格節點上，當新增加一個或多個空間點操作對象時，相鄰區域關聯的空間點需要自動移位；圖形布線修正模塊，根據最少交叉與最短路徑進行布線，並對布線路徑上關聯的對象進行修正；資料庫模型增量修正模塊，根據所述圖形布局修正模塊和所述圖形布線修正模塊的動作，相對應地進行模型增刪改動作，包括圖形增量計算單元，根據所述圖形布局修正模塊和所述圖形布線修正模塊的動作，計算當前的圖形增量，所述圖形增量包括電網圖元對象增量與拓撲關係變化增量；模型增量計算單元，根據所述圖形增量計算單元得到的當前的圖形增量，計算當前的模型增量；
關係型資料庫，存儲所述圖形增量對應的模型增量修正後的電網模型。所述的建模系統，所述任務解釋器進行任務拆分，採用集成任務拆分機制，符合IEC61968/61970 標準。所述的建模系統，所述最短路徑為不採用斜線的情況下，不超越雙節點組成的矩形區域的水平垂直走線。所述的建模系統，所述最少交叉通過局部區域的換位與換向模擬計算得到。所述的建模系統，所述操作對象包括容器類對象、容器類對象內部主接線、容器類對象與容器類對象之間的連接。所述的建模系統，所述容器類對象包括廠站、開閉所、環網櫃、分支箱、箱變。一種使用所述建模系統的建模方法，包括如下步驟一、將操作任務集成分為不同類別，所述類別包括增加操作對象、刪除操作對象、修改操作對象；二、對操作任務的命令信息進行任務拆分；三、對所述操作對象進行圖形自動布局修正，採用矩形點陣描述，將操作對象放置於網格節點上，當新增加一個或多個空間點操作對象時，相鄰區域關聯的空間點需要自動移位；四、對所述操作對象進行圖形自動布線修正，根據最少交叉與最短路徑進行布線，並對布線路徑上關聯的對象進行修正；五、根據圖形布局修正的結果和圖形布線的修正結果，計算當前的圖形增量；六、根據得到的當前的圖形增量，計算當前的模型增量；七、對圖形增量對應的模型增量進行相應的增刪改動作並存儲。本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點本發明提供一種基於邏輯關係的建模系統，包括操作任務集成模塊、任務解釋器、圖形布局修正模塊、圖形布線修正模塊和資料庫模型增量修正模塊，同時提供一種使用該建模系統的建模方法。該系統利用邏輯關係描述，基於自動布線技術的支持，以圖形化的方式實現基於邏輯關係描述的電力系統新的電網模型圖模一體化生成，完全在「一張網」上定義與修改電網模型，而不是在無數張片網圖上建立電力系統模型，從而實現和幫助電網運行管理人員能夠準確且快速地建立、修改全系統電網模型，這種建模系統直觀明了、可靠準確，也更容易。相對於現有技術而言，該系統採用邏輯化描述，將邏輯關係描述語言變換為空間拓撲描述信息，進而形成空間點與線的圖形化語言描述，將過去多步驟操作融合為單一任務型操作，利用自動布局布線技術，實現點線之間的連接，點線連接採用最短路徑與最少交叉原則；實現了對邏輯化建模語言的圖形化表述，模型中的對象與庫對象的增量部分自動計算並增刪，實現圖形對象與網絡資料庫模型中的對象一一對應，解決了電力系統長久存在的模型定義難題，簡化電力系統網絡模型的定義方法，用描述性的邏輯語言方法，提交模型定義內容，提高了模型定義的速度，降低了模型定義的難度，提高了模型定義的準確度，保證了對複雜大系統模型的定義生成。本發明提供一種使用該系統的建模方法，可運用於輸電網以及配電網模型的生成，特別適合規模較大的輸電網或接線關係複雜的配電網模型定義與生成。本發明提供的建模系統和建模方法，解決大規模電網與複雜接線關係電網模型建立過程繁瑣、容易出錯、難以維護的問題，只要採用了這項技術，在一張圖上建立模型，模型大小、範圍一目了然，不用在幾百張片網圖形上修補，提高了模型建立的直觀性；將原來基於物理節點的操作過程邏輯化描述為單一任務型，由程序完成多步驟操作，簡化了電網模型的建立過程；在一張圖上增量化建立模型，維護了圖模的嚴格一致，解決了一直困擾電力部門的全局一體化建模困境。
為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中圖I為本發明所述的基於邏輯關係的建模系統的一個實施例的結構示意圖；圖2為圖I所示實施例的基於邏輯關係的建模系統的連接關係邏輯定義圖；圖3為圖I所示實施例的基於邏輯關係的建模系統的站內拓撲邏輯定義圖；圖4為圖I所示實施例的基於邏輯關係的建模系統的容器類對象增加圖；圖5為圖I所述的基於邏輯關係的建模系統的自由布局布線圖。圖中附圖標記表示為1_操作任務集成模塊；2_任務解釋器；3_圖形布局修正模塊；4_圖形布線修正模塊；5_資料庫模型增量修正模塊；51_圖形增量計算單元；52_模型增量計算單元；53_關係型資料庫。
具體實施例方式實施例下面給出本發明所述的一種基於邏輯關係的建模系統的一個具體的實施方式，參見圖I所示，一種基於邏輯關係的建模系統，包括操作任務集成模塊I、任務解釋器2、圖形布局修正模塊3、圖形布線修正模塊4和資料庫模型增量修正模塊5。具體內容如下操作任務集成模塊1，包括增加操作對象、刪除操作對象、修改操作對象，本實施例中，所述操作對象包括容器類對象、容器類對象內部主接線、容器類對象與容器類對象之間的連接，其中，所述容器類對象包括廠站、開閉所、環網櫃、分支箱、箱變，圖2、圖3分別為所述建模系統的連接關係邏輯定義圖和站內拓撲邏輯定義圖，圖4為所述建模系統的容器類對象增加圖。任務解釋器2，獲取所述操作任務集成模塊I的命令信息，並對所述命令信息進行任務拆分，拆分成圖形布局修正、圖形布線修正、計算圖形增量、計算模型增量、存儲模型增量修正後的電網模型五步任務；例如命令信息為廠站I與廠站2之間增加一條線路，拆分的任務為(1)計算廠站I間隔及出線方位和順序；(2)計算廠站2間隔及出線方位和順序；(3)計算廠站I與廠站2矩形區域內對象移動數據；(4)計算增加廠站I與廠站2之間的布線通道及移動位置數據；(5)圖形增量為廠站I與廠站2內部主接線變化、外部廠站移位數據以及布線通道，修正圖形並刷新顯示；(6)模型增量為新線路、線路開關、新增節點；修正支路-節點-電壓等級-廠站容器之間的關係，修正模型至關係資料庫。本實施例中，所述任務解釋器進行任務拆分，採用集成任務拆分機制，符合IEC61968/61970標準。圖形布局修正模塊3，採用矩形點陣描述，將操作對象放置於網格節點上，當新增加一個或多個空間點操作對象時，相鄰區域關聯的空間點需要自動移位。
圖形布線修正模塊4，根據最少交叉與最短路徑進行布線，並對布線路徑上關聯的對象進行修正，本實施例中，所述最少交叉通過局部區域的換位與換向模擬計算得到，所述最短路徑為不採用斜線的情況下，不超越雙節點組成的矩形區域的水平垂直走線，圖5為所述建模系統的自由布局布線圖；容器類對象內部主接線的修正，以環網櫃內部主接線分裂為例(1)計算環網櫃內部母線出線方位與間隔大小、並計算最少交叉出線順序；(2)計算環網櫃外部對象布局移位數據；(3)布局圖形修正；(4)移位後布線圖形修正；(5)模型增量為環網櫃內部新增母線以及分段開關。資料庫模型增量修正模塊5，根據所述圖形布局修正模塊3和所述圖形布線修正模塊4的動作，相對應地進行模型增刪改動作。所述資料庫模型修正模塊5包括圖形增量計算單元51，根據所述圖形布局修正模塊3和所述圖形布線修正模塊4的動作，計算當前的圖形增量，所述圖形增量包括電網圖元對象增量與拓撲關係變化增量，以刪除某條線路為例圖形增量為線路本身包含的線段、關聯廠站I內部主接線以及關聯廠站2內部主接線；
模型增量為刪除線路以及刪除線路上的關聯開關、刀閘、物理節點；模型增量計算單元52，根據所述圖形增量計算單元51得到的當前的圖形增量，計算當前的模型增量；關係型資料庫53，存儲所述圖形增量對應的模型增量修正後的電網模型。本實施例中，此系統的硬體主要由帶圖形加速晶片的UNIX/LINUX工作站組成。同時，提供一種使用上述建模系統的建模方法，包括如下步驟一、將操作任務集成分成不同類別，所述類別包括增加操作對象、刪除操作對象、修改操作對象；二、對操作任務的命令信息進行任務拆分；三、對所述操作對象進行圖形自動布局修正，採用矩形點陣描述，將操作對象放置於網格節點上，當新增加一個或多個空間點操作對象時，相鄰區域關聯的空間點需要自動移位；四、對所述操作對象進行圖形自動布線修正，根據最少交叉與最短路徑進行布線，並對布線路徑上關聯的對象進行修正；五、根據圖形布局修正的結果和圖形布線的修正結果，計算當前的圖形增量；六、根據得到的當前的圖形增量，計算當前的模型增量；七、對圖形增量對應的模型增量進行相應的增刪改動作並存儲。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。
權利要求
1.一種基於邏輯關係的建模系統，其特徵在幹包括 操作任務集成模塊，將操作任務集成分為不同類別，所述類別包括増加操作對象、刪除操作對象、修改操作對象； 任務解釋器，獲取所述操作任務集成模塊的命令信息，並對所述命令信息進行任務拆分； 圖形布局修正模塊，採用矩形點陣描述，將操作對象放置於網格節點上，當新増加ー個或多個空間點操作對象時，相鄰區域關聯的空間點需要自動移位； 圖形布線修正模塊，根據最少交叉與最短路徑進行布線，並對布線路徑上關聯的對象進行修正； 資料庫模型増量修正模塊，根據所述圖形布局修正模塊和所述圖形布線修正模塊的動作，相對應地進行模型增刪改動作，包括 圖形增量計算單元，根據所述圖形布局修正模塊和所述圖形布線修正模塊的動作，計算當前的圖形增量，所述圖形増量包括電網圖元對象增量與拓撲關係變化增量； 模型増量計算單元，根據所述圖形增量計算單元得到的當前的圖形增量，計算當前的模型増量； 關係型資料庫，存儲所述圖形増量對應的模型増量修正後的電網模型。
2.根據權利要求I所述的建模系統，其特徵在於所述任務解釋器進行任務拆分，採用集成任務拆分機制，符合IEC61968/61970標準。
3.根據權利要求2所述的建模系統，其特徵在於所述最短路徑為不採用斜線的情況下，不超越雙節點組成的矩形區域的水平垂直走線。
4.根據權利要求3所述的建模系統，其特徵在於所述最少交叉通過局部區域的換位與換向模擬計算得到。
5.根據權利要求1-4所述的建模系統，其特徵在於所述操作對象包括容器類對象、容器類對象內部主接線、容器類對象與容器類對象之間的連接。
6.根據權利要求5所述的建模系統，其特徵在於所述容器類對象包括廠站、開閉所、環網櫃、分支箱、箱變。
7.ー種使用權利要求1-6所述建模系統的建模方法，其特徵在於包括如下步驟 一、將操作任務集成分為不同類別，所述類別包括増加操作對象、刪除操作對象、修改操作對象； ニ、對操作任務的命令信息進行任務拆分； 三、對所述操作對象進行圖形自動布局修正，採用矩形點陣描述，將操作對象放置於網格節點上，當新増加一個或多個空間點操作對象時，相鄰區域關聯的空間點需要自動移位； 四、對所述操作對象進行圖形自動布線修正，根據最少交叉與最短路徑進行布線，並對布線路徑上關聯的對象進行修正； 五、根據圖形布局修正的結果和圖形布線的修正結果，計算當前的圖形增量； 六、根據得到的當前的圖形增量，計算當前的模型増量； 七、對圖形増量對應的模型增量進行相應的增刪改動作並存儲。
全文摘要
本發明提供一種基於邏輯關係的建模系統，包括操作任務集成模塊、任務解釋器、圖形布局修正模塊、圖形布線修正模塊和資料庫模型增量修正模塊，所述資料庫模型增量修正模塊包括圖形增量計算單元、模型增量計算單元；同時提供一種使用該建模系統的建模方法。該系統利用邏輯關係描述，基於自動布線技術的支持，以圖形化的方式實現基於邏輯關係描述的電力系統新的電網模型圖模一體化生成，完全在「一張網」上定義與修改電網模型，而不是在無數張片網圖上建立電力系統模型，從而實現和幫助電網運行管理人員能夠準確且快速地建立、修改全系統電網模型，這種建模系統直觀明了、可靠準確，也更容易。
文檔編號G06F17/50GK102819636SQ20121027314
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月2日 優先權日2012年3月23日
發明者李建英, 趙生傳, 劉遠龍, 羅魯東, 王強, 張媛, 王文剛, 王超, 張瑞鵬, 王黎, 王澤眾, 王公僕, 楊欣, 楊慧 申請人:山東電力集團公司青島供電公司