CN112464320B - 一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法，包括步骤：汇总现有规划过程中使用的图元，结合融入管网设备图元及建筑设施图元，建立通用标准的图元库；定时通过接口同步GIS原始数据；清洗所获得的GIS数据，只保留规划所需的设备拓扑数据；对所述拓扑数据中的站外设备、站内设备、GIS点面设备进行图元化转换，并进行经纬度处理；基于转换后的现状电网拓扑图形数据，在画布上进行渲染；将所述绘制有规划态的电气设备的现状电网分别与现状图层以及卫星图层进行叠加。实施本发明，可以提高绘制效率及规划效果。

Description

一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法

技术领域

本发明涉及配电网规划技术领域，特别是涉及一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法。

背景技术

目前配电网规划人员在项目规划方案绘制过程中，主要基于编制项目表以及通过计算机辅助设计(CAD)软件绘制CAD电气接线图，一般会缺少电气设备拓扑连接关系，无法有效地利用地理沿布图清晰展示网格线路现状和规划目标网架转换过程。

CAD绘图工具具备专业的绘图能力，可满足配电网规划对特殊图元的需要，但该工具无法接入电网数据(设备图形、设备台账、设备拓扑关系等)，需要对数据进行清理、定制化处理及导入导出，操作繁琐，无法及时更新。

并且CAD工具需要人工导入地理沿布图和电网拓扑图作为地图，操作很不方便、数据更新不及时；同时各单位规划方案图元未统一，并且方案绘制需要依赖管网的设备图元及建筑设施图元；难以满足配电网规划有关规划方案绘制的功能需求。

而在现中，电力专用GIS(地理信息***)是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷等连接形成电力信息化的生产管理综合信息***。它提供的电力设备信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息与山川、地势、城镇、道路，以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于统一***中。通过GIS可查询有关数据、图片、图象、地图、技术资料、管理知识等。但是，GIS***是电网设备维护入口，负责管理电网设备图模数据，拓扑关系，能够实时更新数据。但主要维护设备对象是已投运的，而配电网规划方案绘制的是待投运状态(即规划态)，GIS无法维护规划态数据，并且图元定制方面也有局限性(无法直观呈现站房类间隔使用情况)，无法完全满足配电网规划对图元的需求。

故急需建立一套标准图元库和基于地理沿布图、电网拓扑图和规划目标网架图的规划方案可视化绘制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法，可以创建统一的配电网规划设备图元规范，提高了绘制效率及规划效果。

本发明所采用的技术方案在于，提供一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S10，汇总现有规划过程中使用的图元，结合融入管网设备图元及建筑设施图元，建立适用于规划业务的通用标准的图元库；

步骤S11，定时通过接口同步GIS原始数据；

步骤S12，清洗所获得的GIS数据，只保留规划所需的设备拓扑数据，所述设备拓扑数据至少包括：变电站、中压线路、站房设备信息；

步骤S13，对所述拓扑数据中的站外设备、站内设备、GIS点面设备进行图元化转换，并进行经纬度处理；

步骤S14，基于转换后的现状电网拓扑图形数据，在画布上进行渲染，在现状电网上绘制规划态的电气设备，实现现状、规划相融合，并建立现状设备与规划设备的连接关系；

步骤S15，加载地图瓦片，将所述绘制有规划态的电气设备的现状电网分别与现状图层以及卫星图层进行叠加。

优选地，所述步骤S13中进一步包括：

将站外设备数据转换成可编辑的图形结构数据，存入数据库，并根据规划图源库替换对应图元。

优选地，所述步骤S13中进一步包括：

将GIS站房类设备从点设备转换成面设备；并梳理站内设备拓扑关系，确定站房内的设备拓扑结构，结合空间拓扑算法，计算出站内设备的经纬度，动态生成站内设备相应的图元。

优选地，所述空间拓扑算法具体包括如下函数：

new_sweep()，生成一个新的扫描线状态的数据结构，返回Sweep_Status类型的变量；

add_left(S,s)，当扫描过程中遇到左半线段类型的事件点的时候，向所述Sweep_Status类型的变量S中***一个左半线段对应的线段元素s，操作返回一个***线段后的扫描线状态；

del_right(S,s)，当扫描过程中遇到右半线段类型的事件点的时候，在扫描线中删除右半线段对应的线段元素，S、s及返回值的定义同add_left(S,s)；

pred_of(S,elem)，在扫描线状态中定位空间元素elem的前驱，即确定存在于S中且按照扫描线的排序规则比elem小的元素的集合中最大的元素的位置，操作结果设置S的数据项current指向elem的前驱，current＝0表示前驱不存在，返回current被设置后的扫描线状态；

current_exists(S)，当S的数据项current＝0，返回FALSE，否则返回TRUE；

set_attr(S，attr)设置S中current所指的空间元素的属性，attr是属性集合；

get_attr(S)取S中current所指的空间元素的属性，返回属性集合。

优选地，所述步骤S13中进一步包括：

在图形上将线路与变电站四面某一点建立连接关系，与站房类设备中心点建立关系，将变电站转换成点设备，将站房类设备转换成面设备，馈线的首端或者末端位置偏移，使变电站的出线线路与变电站中心点连接，与站房连接的线路与具体开关设备连接。

优选地，所述步骤S14进一步包括：

基于转换后的现状电网拓扑图形数据，运用openlayer3技术在cavans画布上进行渲染，在现状电网上绘制规划态的电气设备，实现现状、规划相融合，并建立现状设备与规划设备的连接关系，以及支持规划态的电气计算校核；

优选地，所述步骤S15进一步包括：

通过Geoserver技术加载地图瓦片，将所述绘制有规划态的电气设备的现状电网分别与现状图层以及卫星图层进行叠加，实现现状与目标网架结构的差异化对比，以辅助规划分析。

实施本发明，具有如下的有益效果：

本发明实施例提供一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法，通过创建统一的配电网规划设备图元规范，规定了配电网涉及的各种设备的图元，并支持目标网架绘制及配电网规划方案绘制，实现与GIS数据实时同步；可以基于地图展示线路走向及设备布点，对于站房设备根据技术参数自动生成多间隔，站房剩余间隔容量一目了然，并实现开关与线路的拓扑关系建立；

本发明实施例，可实现配电站房类内间隔情况图元化呈现，直观展示，实现站房内间隔开关与线路建立拓扑关系，方便快捷，绘制效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明提供的一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法的一个实施例的主流程示意图；

图2为图1中涉及的电气部分的图元示意图；

图3为图1中涉及的土建部分的图元示意图；

图4为图1中涉及的建筑设施部分的图元示意图；

图5为图1中涉及的空间拓扑算法的原理示意图；

图6a至图6c为图1中涉及的站内设备转换的举例示意图；

图7a为图1中涉及的点面设备转换的举例示意图；

图7b为图1中涉及的经纬度处理的举例示意图；

图8为图1中涉及的在现状电网上绘制规划态的电气设备的界面示意图；

图10为图1中涉及的将绘制的电网与现状图层进行叠加的效果示意图；

图9为图1中涉及的将绘制的电网与卫星图层进行叠加的效果示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对发明做进一步的阐述。

首先介绍一下本发明涉及的一些术语：

CAD：即计算机辅助设计(Computer Aided Design)利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。

GIS：即地理信息***是将计算机硬件、软件、地理数据以及***管理人员组织而成的对任一形式的地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。

图元一般指基本图形元素。电力设备图元是指点线面的不同设备形象表达的图案。

请结合图1所述，示出了本发明提供的一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法的一个实施例的主流程示意图；一并结合图2至图10所示，在本实施例中，所述方法具体包括如下步骤：

步骤S10，汇总现有规划过程中使用的图元，结合融入管网设备图元及建筑设施图元，建立适用于规划业务的通用标准的图元库；具体地可以建立变电站、电缆/架空、环网柜、开闭所、联络柜、台变、箱变、室内变、柱上断路器、柱上刀闸以及自动化设备等图元；通过建立通用且标准的图元库，可以提升规划成果的可读性和规范性。

具体地，如图2所示，示出了电气部分的图元示例，可以理解的是，其中仅为示例而非穷举，还有其他的图元未示出。其中，可以用不同的颜色来表示不同的设备，设备的颜色与线路的颜色可以保持一致。

如图3所示，示出了土建部分的图元示例，在具体的体子中，新建管沟工程绘图均用“虚线”描述，并需注意与地下管网数字化管控***存量管沟数据之间的关联。

如图4所示，示出了建筑设施部分的图元示例。在具体的例子中，可以和***earth软件类似，支持贴入图例、输入相关属性；在GIS地图描绘边界(选填)，并允许上传现场图片。

步骤S11，定时通过接口同步GIS原始数据；

步骤S12，清洗所获得的GIS数据，只保留规划所需的设备拓扑数据，所述设备拓扑数据至少包括：变电站、中压线路、站房设备信息；

步骤S13，对所述拓扑数据中的站外设备、站内设备、GIS点面设备进行图元化转换，并进行经纬度处理；

下述分别对站外设备、站内设备、GIS点面设备进行说明：

在具体的例子中，对于站外设备，所述步骤S13中进一步包括：

将站外设备数据转换成可编辑的图形结构数据，存入数据库，并根据规划图源库替换对应图元。

在具体的例子中，对于站内设备，所述步骤S13中进一步包括：

GIS站房类设备是点设备，将GIS站房类设备从点设备转换成面设备；GIS没有站内设备的经纬度，首先梳理站内设备拓扑关系，确定站房内的设备拓扑结构，结合空间拓扑算法，计算出站内设备的经纬度，动态生成站内设备相应的图元。一并结合图5以及图6a至图6c。

更具体地，所述空间拓扑算法具体包括如下函数：

new_sweep()，生成一个新的扫描线状态的数据结构，返回Sweep_Status类型的变量；

add_left(S,s)，当扫描过程中遇到左半线段类型的事件点的时候，向所述Sweep_Status类型的变量S中***一个左半线段对应的线段元素s，操作返回一个***线段后的扫描线状态；

del_right(S,s)，当扫描过程中遇到右半线段类型的事件点的时候，在扫描线中删除右半线段对应的线段元素，S、s及返回值的定义同add_left(S,s)；

pred_of(S,elem)，在扫描线状态中定位空间元素elem的前驱，即确定存在于S中且按照扫描线的排序规则比elem小的元素的集合中最大的元素的位置，操作结果设置S的数据项current指向elem的前驱，current＝0表示前驱不存在，返回current被设置后的扫描线状态；

current_exists(S)，当S的数据项current＝0，返回FALSE，否则返回TRUE；

set_attr(S，attr)设置S中current所指的空间元素的属性，attr是属性集合；

get_attr(S)取S中current所指的空间元素的属性，返回属性集合。

在具体的例子中，对于GIS点面设备进行图元化转换以及进行经纬度处理可参照图7a和7b所示，所述步骤S13中进一步包括：

在GIS中变电站是面设备，站房类是点设备，图形上线路与变电站四面某一点建立连接关系，与站房类设备中心点建立关系，为了更清晰、准确的在图形上展示关联关系，需要将变电站转换成点设备，将站房类设备转换成面设备，馈线的首端或者末端位置偏移，使变电站的出线线路与变电站中心点连接，与站房连接的线路与具体开关设备连接。这样，可以将站内开关设备规模及利用情况很清晰地表现出来。

步骤S14，基于转换后的现状电网拓扑图形数据，在画布上进行渲染，在现状电网上绘制规划态的电气设备，实现现状、规划相融合，并建立现状设备与规划设备的连接关系；

具体地，所述步骤S14进一步包括：

基于转换后的现状电网拓扑图形数据，运用openlayer3技术在cavans画布上进行渲染，在现状电网上绘制规划态的电气设备，实现现状、规划相融合，并建立现状设备与规划设备的连接关系，以及支持规划态的电气计算校核；请结合图8所示。在具体的操作中，可以进行拖拽式操作；

步骤S15，加载地图瓦片，将所述绘制有规划态的电气设备的现状电网分别与现状图层以及卫星图层进行叠加。

具体地，所述步骤S15进一步包括：

通过Geoserver技术加载地图瓦片，将所述绘制有规划态的电气设备的现状电网分别与现状图层以及卫星图层进行叠加，实现现状与目标网架结构的差异化对比，以辅助规划分析。请分别结合图9和图10所示。

实施本发明，具有如下的有益效果：

本发明实施例提供一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法，通过创建统一的配电网规划设备图元规范，规定了配电网涉及的各种设备的图元，并支持目标网架绘制及配电网规划方案绘制，实现与GIS数据实时同步；可以基于地图展示线路走向及设备布点，对于站房设备根据技术参数自动生成多间隔，站房剩余间隔容量一目了然，并实现开关与线路的拓扑关系建立；

本发明实施例，可实现配电站房类内间隔情况图元化呈现，直观展示，实现站房内间隔开关与线路建立拓扑关系，方便快捷，绘制效果好。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种基于标准图元的配电网规划方案可视化绘制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S10，汇总现有规划过程中使用的图元，结合融入管网设备图元及建筑设施图元，建立适用于规划业务的通用标准的图元库；

步骤S11，定时通过接口同步GIS原始数据；

步骤S12，清洗所获得的GIS数据，只保留规划所需的设备拓扑数据，所述设备拓扑数据至少包括：变电站、中压线路、站房设备信息；

步骤S13，对所述拓扑数据中的站外设备、站内设备、GIS点面设备进行图元化转换，并进行经纬度处理；

步骤S14，基于转换后的现状电网拓扑图形数据，在画布上进行渲染，在现状电网上绘制规划态的电气设备，实现现状、规划相融合，并建立现状设备与规划设备的连接关系；

步骤S15，将所述绘制有规划态的电气设备的现状电网分别与现状图层以及卫星图层进行叠加；

所述步骤S13中进一步包括：

将站外设备数据转换成可编辑的图形结构数据，存入数据库，并根据规划图源库替换对应图元；

将GIS站房类设备从点设备转换成面设备；并梳理站内设备拓扑关系，确定站房内的设备拓扑结构，结合空间拓扑算法，计算出站内设备的经纬度，动态生成站内设备相应的图元；

在图形上将线路与变电站四面某一点建立连接关系，与站房类设备中心点建立关系，将变电站转换成点设备，将站房类设备转换成面设备，馈线的首端或者末端位置偏移，使变电站的出线线路与变电站中心点连接，与站房连接的线路与具体开关设备连接；

其中，所述空间拓扑算法具体包括如下函数：

new_sweep()，生成一个新的扫描线状态的数据结构，返回Sweep_Status类型的变量；

add_left(S,s)，当扫描过程中遇到左半线段类型的事件点的时候，向所述Sweep_Status类型的变量S 中***一个左半线段对应的线段元素 s，操作返回一个***线段后的扫描线状态；

del_right(S,s)，当扫描过程中遇到右半线段类型的事件点的时候，在扫描线中删除右半线段对应的线段元素， S、s 及返回值的定义同 add_left(S,s)；

pred_of(S,elem)，在扫描线状态中定位空间元素 elem 的前驱，即确定存在于S中且按照扫描线的排序规则比elem小的元素的集合中最大的元素的位置，操作结果设置 S 的数据项 current 指向 elem 的前驱，current = 0 表示前驱不存在，返回 current 被设置后的扫描线状态；

current_exists(S)，当 S 的数据项 current = 0，返回 FALSE，否则返回 TRUE；

set_attr(S，attr)设置 S 中 current 所指的空间元素的属性，attr 是属性集合；

get_attr(S)取 S 中 current 所指的空间元素的属性，返回属性集合。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S14进一步包括：

基于转换后的现状电网拓扑图形数据，运用openlayer3技术在cavans画布上进行渲染，在现状电网上绘制规划态的电气设备，实现现状、规划相融合，并建立现状设备与规划设备的连接关系，以及支持规划态的电气计算校核；

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S15进一步包括：

通过Geoserver技术加载地图瓦片，将所述绘制有规划态的电气设备的现状电网分别与现状图层以及卫星图层进行叠加，实现现状与目标网架结构的差异化对比，以辅助规划分析。