CN104573213A - 一种基于g语言的智能电子设备电气接线图的生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，所述方法包括以下步骤：将电气接线图按G语言层次结构分层保存至G文件；智能电子设备解析G文件，重构电气接线图的图形信息和动态数据关联；智能电子设备在液晶屏幕上绘制电气接线图静态图形和动态图形；智能电子设备查询并比较电气接线图动态数据，完成电气接线图动态图形刷新；智能电子设备查询电气接线图敏感区域，下发控制命令实现对电力元件的控制功能。本发明实现了电气接线图在智能电子设备上的显示，简化图形描述文件的复杂度，并且能够动态的实时显示智能变电站的运行状态以及实时潮流信息，提供直观的电力元件控制方式，使智能变电站能够更加安全、稳定的运行。

Description

一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法

技术领域

本发明属于电力***自动化领域，提供了一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，适用于智能变电站中智能电子设备液晶显示电气接线图。

背景技术

随着我国智能电网技术的发展，变电站自动化***在各种电压等级的智能变电站中得到越来越大规模的应用。变电站自动化***由各种具有不同功能的智能电子设备组成，其中包括各种保护装置、安全稳定装置、测控装置、合并单元、智能操作箱和通信装置等。通过液晶屏显示***的电气接线图是智能电子设备的基本功能之一。在智能变电站的日常运行过程中，运行维护人员往往需要通过这些智能电子设备的液晶屏查看其电气接线图，从而了解当前智能电子设备在整个智能变电站中所起的作用以及对相关设备进行相关的操作。

电力***图形描述规范(简称“G语言”)是针对基于SVG的公共图形交换格式无法直接表达电力***图形和模型一体化等不足，在IEC61970-453基于CIM的图形交换基础上发展起来的,应用于电力***的一种新型的图形描述语言。G语言以图形方式表达电力设备和电网的相关信息，支持高效地存取电力图形和模型关联数据，支持不同***之间的电力图形和模型关联数据的交换。G语言是一种基于标记的遵循XML标准的纯文本语言，兼容SVG基本绘图格式。

对于在智能电子设备的液晶屏上显示***的电气接线图，传统的解决方案是通过手动配置自定义格式的配置文件，例如文本文件或二进制文件，装载到智能电子设备中，由智能电子设备对其进行解析还原，从而在液晶屏幕上绘图实现电气接线图的显示。但是，类似这种实现方法，存在以下问题：

(1)电力***中电气接线图的图形对象主要是指各个电力设备，例如断路器、母线、刀闸、变压器、电容、电抗等，以及其他为描述这些电力设备状态的文本和图表。传统的配置描述往往无法直接表达电气接线图图形和模型一体化的概念，而是把这些设备的图形描述拆分成零碎的直线、圆形、矩形等基本图形，因此也无法描述电力***间隔的概念。

(2)使用自定义格式的配置文件也会导致同一个电力设备图元在不同的电气图形中重复包含，这必将导致配置文件变大，增大智能电子设备在解析配置文件时的用时，从而影响智能电子设备的运行效率。

(3)使用自定义格式的配置文件也不利于***中不同设备之间的图形调阅和交互，同一内容的图形需在不同设备中重复绘制，增加了***维护的工作量。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，用于实现在智能电子设备的液晶屏上高效率的显示电气接线图，提供状态实时刷新及直观的控制功能，从而提高智能变电站运行维护人员的劳动生产率，更好的保证智能变电站运行的稳定性与可靠性。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、将电气接线图的图形信息和电力设备的属性信息按G语言层次结构分层保存至G文件；

(2)、智能电子设备解析G语言图形文件、G语言图元文件和G语言间隔模板文件，实例化每个电气图形、电气图元和间隔图形，将每个电气图形和电气图元放置到同一坐标系中，重构电气接线图的图形信息，完成电气接线图的动态数据信息关联；

(3)、智能电子设备在液晶屏幕上绘制电气接线图静态图形，初始化电气接线图动态数据初值，并根据数据初始值绘制电气接线图动态图形；

(4)、查询电气接线图关联的动态数据，与已保存的旧数据进行比较，擦除所属区域内的旧图形，绘制新图形，完成电气接线图动态图形刷新；

(5)、查询电气接线图敏感区域，选择电气图元对应的控制对象，下发控制命令实现对电力元件的控制功能。

前述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括以下步骤：

1)、确定电气接线图中各图形信息对应的G语言表示形式：电气接线图的图形信息包含静态图形信息和动态图形信息，使用G语言基本绘图元素描述电气接线图的静态图形，使用关联动态数据的G语言图元绘图元素描述电气接线图的动态图形，使用关联动态数据的G语言间隔模板元素描述电气接线图的间隔信息；

2)、每种类型的电气图元按照G语言格式规范定义为对应的图元绘图信息，保存为单个的G语言图元文件，其中包含信息应有图元绘图区域大小、状态个数、各状态基本绘图元素及其坐标信息；

每个间隔模板按照G语言格式规范定义为对应的间隔绘图信息，保存为G语言间隔模板文件，其中包含信息应有间隔绘图区域大小、包含的图元元素、图形元素各及其坐标信息和连接关系；

3)、将整个电气接线图的图形信息和各图元、间隔对应的电力设备的属性信息按G语言层次结构分层保存至G语言图形文件，其中包含位置坐标信息、绘图旋转及缩放比例信息、动态数据关联信息、控制操作关联信息、图元或间隔模板文件名称信息。

4)、构建保存G语言基本绘图元素信息的数据结构，在其中可以存储基本绘图元素的所有属性信息，构建保存G语言图元绘图元素信息的数据结构，其应由多个保存基本绘图信息的数据结构及保存其引用信息的数据结构组成，构建保存G语言间隔模板绘图元素信息的数据结构，其应由一个或多个保存基本绘图信息和图元绘图信息的数据结构及间隔引用和配置信息的数据结构组成。

前述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括：按照保存电气图形、电气图元和间隔图形的不同数据结构，按照同一坐标系缩放比例对电气图元和间隔图形进行旋转和缩放等计算，得到同一坐标系下的各图形元素坐标信息，完成图形信息的构建；同时将不同图元所对应的动态数据信息存入对应的数据结构中，完成动态数据的关联。

前述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括：智能电子设备在液晶屏幕上按顺序绘制静态图形元素，然后，根据动态图元元素的属性读取其关联的动态数据，保存为初始数据，根据该数据的取值获取当前状态对应的基本绘图元素组合，在液晶屏幕上按顺序绘制该图元元素，如此重复，完成动态图形元素的绘制。

前述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：所述步骤(4)具体包括：智能电子设备按顺序查询动态图元关联的动态数据，使之与之前保存的值比较，若发生状态变化，则更新保存值，擦除该图元，并根据更新后的状态值获取其对应的基本绘图元素组合，在液晶屏幕上按顺序重新绘制该图元元素，如此重复，完成动态图形元素的刷新。

前述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：所述步骤(5)具体包括：智能电子设备查询电气接线图动态图元的敏感区域，如果有电气接线图动态图元被选中，则进入该图元所对应的电力元件的控制流程，选择电气接线图动态图元对应的控制对象，下发控制命令由使用者完成对该电力元件的操作。

前述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：G语言间隔模板元素由基本绘图元素和图元绘图元素组成。

本发明所达到的有益效果：本发明能够提供一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，按照电力***间隔和电力元件分层的原则定义图形描述文件，简化图形描述文件的复杂度，真正实现智能变电站中各***之间和智能电子设备之间共享和交互电气接线图。

本方法绘制的电气接线图能够动态的实时显示智能变电站中各电气元件的运行状态以及实时潮流信息，并能减轻智能电子设备的解析和绘制电气接线图的负担，提供直观的电力元件控制方式，更有效的保证智能变电站的安全、稳定运行。

附图说明

图1是基于G语言的电气接线图生成方法的流程框图。

图2是G语言图元文件格式示意图。

图3是G语言间隔模板文件格式示意图。

图4是G语言图形文件格式示意图。

图5是某智能变电站电气接线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示，一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，具体步骤如下：

(1)确定电气接线图中各图形信息对应的G语言表示形式，电气接线图的图形信息包含静态图形信息和动态图形信息。

使用G语言基本绘图元素描述电气接线图的静态图形。例如：母线以G语言规范中“Bus”图形元素表示；电压等级、线路名称、电力元件编号等以G语言规范中“Text”图形元素表示；电力元件之间的连接线以G语言规范中“ConnectLine”图形元素表示。

使用关联动态数据的G语言图元绘图元素描述电气接线图的动态图形。例如：断路器以G语言规范中“CBreaker”图元元素表示；隔离刀闸以G语言规范中“Disconnector”图元元素表示；接地刀闸以G语言规范中“GroundDisconnector”图元元素表示；潮流信息以G语言规范中“DText”图元元素表示。

使用G语言间隔模板元素描述电气接线图的间隔信息。G语言间隔模板元素由基本绘图元素和图元绘图元素组成。

每种类型的电气图元按照G语言格式规范定义为对应的图元绘图信息，，保存为G语言图元文件，具体格式见图2。其中包含信息应有图元绘图区域大小、状态个数、各状态基本绘图元素及其坐标信息等。

每个间隔模板按照G语言格式规范定义为对应的间隔绘图信息，保存为G语言间隔模板文件，具体格式见图3。其中包含信息应有间隔绘图区域大小、包含的图元元素、图形元素各及其坐标信息和连接关系等。

(3)将电气接线图的图形信息和各图元、间隔对应的电力设备的属性信息按G语言层次结构分层保存至G文件，文件格式如图4所示。每个图形元素需要的信息有其位置坐标信息、绘图旋转及缩放比例信息、动态数据关联信息、控制操作关联信息、图元或间隔模板文件名称信息等。

(4)构建保存基本绘图元素信息的数据结构，在其中可以存储基本绘图元素的所有属性信息。构建保存图元绘图元素信息的数据结构，其应由多个保存基本绘图信息的数据结构及保存其引用信息的数据结构组成。构建保存间隔模板绘图元素信息的数据结构，其应由一个或多个保存基本绘图信息和图元绘图信息的数据结构及间隔引用和配置信息的数据结构组成。

(5)智能电子设备初始化时一次性解析G语言图形描述文件，实例化每个基本绘图元素、图元绘图元素和间隔模板绘图元素的数据结构，将其按静态图形和动态图形分类顺序存放，其中图元绘图元素和间隔模板绘图元素实例化时需要进行坐标的旋转和缩放计算。

(6)智能电子设备在液晶屏幕上按顺序绘制静态图形元素。然后，根据动态图元元素的属性读取其关联的动态数据，保存为初始数据，根据该数据的取值获取当前状态对应的基本绘图元素组合，在液晶屏幕上按顺序绘制该图元元素。如此重复，完成动态图形元素的绘制。图5所示为某智能电子设备绘制的电气接线图。

(7)智能电子设备按顺序查询动态图元关联的动态数据，使之与之前保存的值比较，若发生状态变化，则更新保存值，擦除该图元，并根据更新后的状态值获取其对应的基本绘图元素组合，在液晶屏幕上按顺序重新绘制该图元元素。如此重复，完成动态图形元素的刷新。如图5中，如果断路器5013所关联的断路器状态信息发生变化，则断路器5013对应的图形区域将被重新绘制，最终显示为相对应的状态。

(8)智能电子设备查询电气接线图动态图元的敏感区域，如果有电气接线图动态图元被选中，则进入该图元所对应的电力元件的控制流程，选择电气接线图动态图元对应的控制对象，下发控制命令由使用者完成对该电力元件的操作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、将电气接线图的图形信息和电力设备的属性信息按G语言层次结构分层保存至G文件；

(2)、智能电子设备解析G语言图形文件、G语言图元文件和G语言间隔模板文件，实例化每个电气图形、电气图元和间隔图形，将每个电气图形和电气图元放置到同一坐标系中，重构电气接线图的图形信息，完成电气接线图的动态数据信息关联；

(3)、智能电子设备在液晶屏幕上绘制电气接线图静态图形，初始化电气接线图动态数据初值，并根据数据初始值绘制电气接线图动态图形；

(4)、查询电气接线图关联的动态数据，与已保存的旧数据进行比较，擦除所属区域内的旧图形，绘制新图形，完成电气接线图动态图形刷新；

(5)、查询电气接线图敏感区域，选择电气图元对应的控制对象，下发控制命令实现对电力元件的控制功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括以下步骤：

1)、确定电气接线图中各图形信息对应的G语言表示形式：电气接线图的图形信息包含静态图形信息和动态图形信息，使用G语言基本绘图元素描述电气接线图的静态图形，使用关联动态数据的G语言图元绘图元素描述电气接线图的动态图形，使用关联动态数据的G语言间隔模板元素描述电气接线图的间隔信息；

2)、每种类型的电气图元按照G语言格式规范定义为对应的图元绘图信息，保存为单个的G语言图元文件，其中包含信息应有图元绘图区域大小、状态个数、各状态基本绘图元素及其坐标信息；

每个间隔模板按照G语言格式规范定义为对应的间隔绘图信息，保存为G语言间隔模板文件，其中包含信息应有间隔绘图区域大小、包含的图元元素、图形元素各及其坐标信息和连接关系；

3)、将整个电气接线图的图形信息和各图元、间隔对应的电力设备的属性信息按G语言层次结构分层保存至G语言图形文件，其中包含位置坐标信息、绘图旋转及缩放比例信息、动态数据关联信息、控制操作关联信息、图元或间隔模板文件名称信息。

4)、构建保存G语言基本绘图元素信息的数据结构，在其中可以存储基本绘图元素的所有属性信息，构建保存G语言图元绘图元素信息的数据结构，其应由多个保存基本绘图信息的数据结构及保存其引用信息的数据结构组成，构建保存G语言间隔模板绘图元素信息的数据结构，其应由一个或多个保存基本绘图信息和图元绘图信息的数据结构及间隔引用和配置信息的数据结构组成。

3.根据权利要求2所述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：所述步骤(2)具体包括：按照保存电气图形、电气图元和间隔图形的不同数据结构，按照同一坐标系缩放比例对电气图元和间隔图形进行旋转和缩放等计算，得到同一坐标系下的各图形元素坐标信息，完成图形信息的构建；同时将不同图元所对应的动态数据信息存入对应的数据结构中，完成动态数据的关联。

4.根据权利要求3所述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括：智能电子设备在液晶屏幕上按顺序绘制静态图形元素，然后，根据动态图元元素的属性读取其关联的动态数据，保存为初始数据，根据该数据的取值获取当前状态对应的基本绘图元素组合，在液晶屏幕上按顺序绘制该图元元素，如此重复，完成动态图形元素的绘制。

5.根据权利要求4所述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：所述步骤(4)具体包括：智能电子设备按顺序查询动态图元关联的动态数据，使之与之前保存的值比较，若发生状态变化，则更新保存值，擦除该图元，并根据更新后的状态值获取其对应的基本绘图元素组合，在液晶屏幕上按顺序重新绘制该图元元素，如此重复，完成动态图形元素的刷新。

6.根据权利要求5所述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：所述步骤(5)具体包括：智能电子设备查询电气接线图动态图元的敏感区域，如果有电气接线图动态图元被选中，则进入该图元所对应的电力元件的控制流程，选择电气接线图动态图元对应的控制对象，下发控制命令由使用者完成对该电力元件的操作。

7.根据权利要求6所述的一种基于G语言的智能电子设备电气接线图的生成方法，其特征在于：G语言间隔模板元素由基本绘图元素和图元绘图元素组成。