CN106815243B - 基于Web-GIS的分布式电源智能分析与决策*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Web‑GIS的分布式电源智能分析与决策***，涉及配电网管理***领域，采用B/S结构，既浏览器/服务器结构，所述***包含配电网计算模块、Web‑GIS服务调用模块、可视化信息显示模块；所述***将配电网计算的结果与Web‑GIS数据结合，自动生成配电网拓扑结构，所述***具有调用结合Web‑GIS展示计算功能和调用拓扑图生成功能；所述配电网计算模块用于操作员登录到***后调用结合Web‑GIS展示计算；所述Web‑GIS服务调用模块用于调用Web‑GIS数据；所述可视化信息显示模块用于生成配电网拓扑结构。该***采用B/S结构设计具有更大的灵活性；该***通过调用Web‑GIS服务，而非将Web‑GIS与本***放在同一服务器上，降低了服务器的运行开销。

Description

基于Web-GIS的分布式电源智能分析与决策***

技术领域

本发明涉及配电网管理***领域，特别涉及一种基于Web‐GIS的分布式电源智能分析与决策***。

背景技术

配电网分析和管理***多种多样，这些软件大都是C/S(客户端/服务器)结构，需要安装客户端。客户端的开发语言决定了其运行环境，这导致了C/S结构的运行局限性。此外，大部分地理信息***(GIS)采用测绘数据，开发周期长,软件升级和维护困难。目前,电力公司急需一种能适应分布式电源快速发展的，便于维护，实现跨平台分析的智能配电网分析和决策***。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种B/S结构的含分布式电源的配电网智能分析与决策***，该***采用B/S结构，利用Java高级编程开发。实现功能模块的独立计算和***的跨平台运行。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种基于Web‐GIS的分布式电源智能分析与决策***，该***采用B/S结构，既浏览器/服务器结构，该***包含配电网计算模块、Web‐GIS服务调用模块、可视化信息显示模块；该***将配电网计算的结果与Web‐GIS数据结合，自动生成配电网拓扑结构，该***具有调用结合Web‐GIS展示计算功能和调用拓扑图生成功能；

配电网计算模块用于操作员登录到***后调用结合Web‐GIS展示计算；

Web‐GIS服务调用模块用于调用Web‐GIS数据；

可视化信息显示模块用于生成配电网拓扑结构。

所述配电网计算模块工作步骤为：操作员登录到***后调用结合Web‐GIS展示计算功能，

步骤1，HTTP发送请求到服务器，服务器识别配电网计算请求判定符，跳转至该计算功能部分；

步骤2，查询数据库中配电网算例表，分别将数据赋值给新建的节点类对象和线路类对象；其中潮流计算为：

P{Point_ID,Voltage_A,Voltage_B,Voltage_C,Angle_A,Angle_B,Angle_C}、

B{Branch_ID,Head_Point_ID,Tail_Point_ID,Z_AA,Z_AB,Z_AC,Z_BA,Z_BB,Z_CC,Z_CA,Z_CB,Z_CC}；

步骤3，利用各个节点的负荷值除以对应的电压值，并将其赋值给以该节点为末节点的支路电流，再从配电网络末端开始向电源节点更新各条以其为末节点的支路电流，计算公式为：

步骤4，遍历所有支路，求各条支路的计算参数，并赋值给该支路的计算值和修正值，其中电压降计算公式为：

步骤5，从电源节点开始，用各条支路的首节点电压减去该支路对应的步骤4中所计算出的电压压降，并赋值给该支路末节点的节点电压值，计算公式为：

步骤6，将当前计算的电压值与上一次计算的电压结果值做差取其模值与精度进行比较，若存在任意一个节点的任意一相模值大于精度的情况，以当前更新的各个节点电压值为基础，重新进行步骤3，反之继续，计算公式为：

步骤7，调用校验功能对计算结果进行校验，不合理则进行错误返回，合理则继续下一步；

步骤8，从数据库中读取各个节点的Web‐GIS信息数据，赋值给节点类的坐标参数，将节点类封入会话，再在页面上将节点图层与Web‐GIS服务提供的图层叠加，列写各相应节点的潮流计算电压结果，最后将页面通过HTTP返回给浏览器呈现给操作员。

所述可视化信息显示模块工作步骤为：操作员登录到***后调用拓扑图生成功能，

步骤1，发送请求到服务器，服务器识别拓扑图的请求判定符，跳转至配电网可视化信息显示模块；

步骤2，随机生成拓扑图面板内的节点坐标，再以这些坐标和相关的拓扑结构为基础，设定相关系数，从而计算每个节点与其他节点之间的引力与斥力，计算公式为：

V{Vertice_ID,X,Y}；

步骤3，根据下式的引力计算模型和斥力模型求出引力与斥力，

公式中，k₁是比例系数，dis(V_i,V_j)是单线图两个节点之间的距离，d₁则为标识是否引力产生与否的自然距离，S_v为固定值，d₁为自然距离，m_v为两节点图标不重叠时的最小距离，d_g表示连接节点的线路数目；再计算合力，并进行受力分解，将节点按照合力方向进行移动，若已经进行了规定的次数，则继续，反之，将更新的各个节点坐标为基础重新进行步骤2；

步骤4，根据优化完成的更新拓扑图数据与节点地理坐标进行匹配，再将这些坐标封装在会话中，传递到页面，根据避让规则自动布线，最终将页面通过HTTP传递到浏览器呈现给操作员。

采用以上技术方案的有益效果是：该***采用B/S结构，***与操作员的交互通过浏览器，***能实现跨平台运行和维护；采用Java高级编程中的SSH框架，不仅开发效率高，还能直接根据新的业务目标编写功能文件或者工程，再导入服务器，而不用更新客户端，进而很方便的进行新功能的开发，能提供向外的接口，以供***的延展性开发；调用Web‐GIS服务，而非将Web‐GIS与本发明所开发的***放在同一服务器上，降低了服务器的运行开销。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1是本发明一种B/S结构的含分布式电源的配电网智能分析与决策***的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明一种基于Web‐GIS的分布式电源智能分析与决策***的优选实施方式。

如图1所示，本发明一种基于Web‐GIS的分布式电源智能分析与决策***的具体实施方式，该***采用B/S结构，既浏览器/服务器结构，并利用Java高级编程开发，该***包含配电网计算、Web‐GIS服务调用、可视化信息显示三个功能模块，配电网计算的结果与Web‐GIS数据的结合，自动生成配电网拓扑结构，通过Java高级语言的SSH框架实现，配电网操作员在浏览器登录，并选择所需要的业务，往返信息通过HTTP完成，提供操作员登录到***后调用结合Web‐GIS展示计算过程和操作员登录到***后调用拓扑图生成的过程两个功能。

操作员完成登录之后，可有两个操作:

“配电网计算分析”和“配电网可视化信息”。当操作员查看计算信息时，启动查看配网计算分析的功能，继续向计算功能模块请求配网分析信息；在计算时会经过校验来确认结果合理与正确性，若为错误则进行错误返回；若为正确，再向Web‐GIS服务器方请求地理图层，实现图层叠加显示。当操作员查看拓扑信息时，首先启动随机拓扑布局功能并返回随机布局结果，然后再请求拓扑的布局优化，并在返回了的优化结果上根据避让的规则实现自动走线，从而生成拓扑图并传递到浏览器进行显示。

1.操作员选择查看Web‐GIS下的配电网分析数据

a)点击配电网计算分析按钮，服务器端通过SSH(Struts2，Spring，Hibernet框架)中的***功能识别提交表单的计算数据标识，如潮流、可靠性计算等，调用相应功能模块；

b)利用Java构造的节点类，调用配电网基础数据，实现配电网三相不对称条件下的初始化过程；

c)进行用户请求的配电网相关计算，并将结果赋值给相应节点类中的元素，同时封装节点数据到会话Session中，并向校验功能模块请求校验；

d)经过校验，若结果为不合理的则进行错误返回，否则执行e)；

e)校验无误时，基于节点GIS数据表，提取地理信息数据，与计算结果封装在会话中，并请求Web‐GIS服务；

f)结合Web‐GIS服务进行结果反馈。

2.操作员选择查看配电网拓扑结构的可视化信息

a)点击配电网拓扑结构可视化按钮，服务器通过SSH***识别拓扑图请求标识，调用拓扑图自动生成功能模块；

b)从数据库中调用配电网拓扑信息数据，调用随机函数，生成随机坐标；

c)调用引力‐斥力优化算法进行配电网拓扑图的布局优化；

d)封装并返回拓扑图优化结果，在返回页面内完成自动布线，完成可视化任务。

所述配电网计算模块工作详细步骤为：操作员登录到***后调用结合Web‐GIS展示计算功能，

步骤1，HTTP发送请求到服务器，服务器识别配电网计算请求判定符，跳转至该计算功能部分；

步骤2，查询数据库中配电网算例表，分别将数据赋值给新建的节点类对象和线路类对象；其中潮流计算为：

P{Point_ID,Voltage_A,Voltage_B,Voltage_C,Angle_A,Angle_B,Angle_C}、

B{Branch_ID,Head_Point_ID,Tail_Point_ID,Z_AA,Z_AB,Z_AC,Z_BA,Z_BB,Z_CC,Z_CA,Z_CB,Z_CC}；

步骤3，利用各个节点的负荷值除以对应的电压值，并将其赋值给以该节点为末节点的支路电流，再从配电网络末端开始向电源节点更新各条以其为末节点的支路电流，计算公式为：

步骤4，遍历所有支路，求各条支路的计算参数，并赋值给该支路的计算值和修正值，其中电压降计算公式为：

步骤5，从电源节点开始，用各条支路的首节点电压减去该支路对应的步骤4中所计算出的电压压降，并赋值给该支路末节点的节点电压值，计算公式为：

步骤6，将当前计算的电压值与上一次计算的电压结果值做差取其模值与精度进行比较，若存在任意一个节点的任意一相模值大于精度的情况，以当前更新的各个节点电压值为基础，重新进行步骤3，反之继续，计算公式为：

步骤7，调用校验功能对计算结果进行校验，不合理则进行错误返回，合理则继续下一步；

步骤8，从数据库中读取各个节点的Web‐GIS信息数据，赋值给节点类的坐标参数，将节点类封入会话，再在页面上将节点图层与Web‐GIS服务提供的图层叠加，列写各相应节点的潮流计算电压结果，最后将页面通过HTTP返回给浏览器呈现给操作员。

所述可视化信息显示模块详细步骤为：操作员登录到***后调用拓扑图生成功能，

步骤1，发送请求到服务器，服务器识别拓扑图的请求判定符，跳转至配电网可视化信息显示模块；

步骤2，随机生成拓扑图面板内的节点坐标，再以这些坐标和相关的拓扑结构为基础，设定相关系数，从而计算每个节点与其他节点之间的引力与斥力，计算公式为：

V{Vertice_ID,X,Y}；

步骤3，根据下式的引力计算模型和斥力模型求出引力与斥力，

公式中，k₁是比例系数，dis(V_i,V_j)是单线图两个节点之间的距离，d₁则为标识是否引力产生与否的自然距离，S_v为固定值，d₁为自然距离，m_v为两节点图标不重叠时的最小距离，d_g表示连接节点的线路数目；再计算合力，并进行受力分解，将节点按照合力方向进行移动，若已经进行了规定的次数，则继续，反之，将更新的各个节点坐标为基础重新进行步骤2；

步骤4，根据优化完成的更新拓扑图数据与节点地理坐标进行匹配，再将这些坐标封装在会话中，传递到页面，根据避让规则自动布线，最终将页面通过HTTP传递到浏览器呈现给操作员。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.基于Web-GIS的分布式电源智能分析与决策***，其特征在于：所述基于Web-GIS的分布式电源智能分析与决策***采用B/S结构，既浏览器/服务器结构，所述***包含配电网计算模块、Web-GIS服务调用模块、可视化信息显示模块；所述***将配电网计算的结果与Web-GIS数据结合，自动生成配电网拓扑结构，所述***具有调用结合Web-GIS展示计算功能和调用拓扑图生成功能；

所述配电网计算模块用于操作员登录到***后调用结合Web-GIS展示计算；

所述Web-GIS服务调用模块用于调用Web-GIS数据；

所述可视化信息显示模块用于生成配电网拓扑结构；

所述配电网计算模块工作步骤为：

操作员登录到***后调用结合Web-GIS展示计算功能，

步骤1，HTTP发送请求到服务器，服务器识别配电网计算请求判定符，跳转至该计算功能部分；

步骤2，查询数据库中配电网算例表，分别将数据赋值给新建的节点类对象和线路类对象；其中潮流计算为：

P{Point_ID,Voltage_A,Voltage_B,Voltage_C,Angle_A,Angle_B,Angle_C}、

B{Branch_ID,Head_Point_ID,Tail_Point_ID,Z_AA,Z_AB,Z_AC,Z_BA,Z_BB,Z_CC,Z_CA,Z_CB,Z_CC}；

步骤3，利用各个节点的负荷值除以对应的电压值，并将其赋值给以该节点为末节点的支路电流，再从配电网络末端开始向电源节点更新各条以其为末节点的支路电流，计算公式为：

步骤4，遍历所有支路，求各条支路的计算参数，并赋值给该支路的计算值和修正值，其中电压降计算公式为：

步骤5，从电源节点开始，用各条支路的首节点电压减去该支路对应的步骤4中所计算出的电压压降，并赋值给该支路末节点的节点电压值，计算公式为：

步骤6，将当前计算的电压值与上一次计算的电压结果值做差取其模值与精度进行比较，若存在任意一个节点的任意一相模值大于精度的情况，以当前更新的各个节点电压值为基础，重新进行步骤3，反之继续，计算公式为：

步骤7，调用校验功能对计算结果进行校验，不合理则进行错误返回，合理则继续下一步；

步骤8，从数据库中读取各个节点的Web-GIS信息数据，赋值给节点类的坐标参数，将节点类封入会话，再在页面上将节点图层与Web-GIS服务提供的图层叠加，列写各相应节点的潮流计算电压结果，最后将页面通过HTTP返回给浏览器呈现给操作员。

2.根据权利要求1所述的基于Web-GIS的分布式电源智能分析与决策***，其特征在于：所述可视化信息显示模块工作步骤为：

操作员登录到***后调用拓扑图生成功能，

步骤1，发送请求到服务器，服务器识别拓扑图的请求判定符，跳转至配电网可视化信息显示模块；

步骤2，随机生成拓扑图面板内的节点坐标，再以这些坐标和相关的拓扑结构为基础，设定相关系数，从而计算每个节点与其他节点之间的引力与斥力，计算公式为：

V{Vertice_ID,X,Y}；

步骤3，根据下式的引力计算模型和斥力模型求出引力与斥力，

公式中，k₁是比例系数，dis(V_i,V_j)是单线图两个节点之间的距离，d₁则为标识是否引力产生与否的自然距离，S_v为固定值，d₁为自然距离，m_v为两节点图标不重叠时的最小距离，d_g表示连接节点的线路数目；再计算合力，并进行受力分解，将节点按照合力方向进行移动，若已经进行了规定的次数，则继续，反之，将更新的各个节点坐标为基础重新进行步骤2；

步骤4，根据优化完成的更新拓扑图数据与节点地理坐标进行匹配，再将这些坐标封装在会话中，传递到页面，根据避让规则自动布线，最终将页面通过HTTP传递到浏览器呈现给操作员。

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