基于CIM的复杂配电网单线图自动布局

摘要

图形由于其直观性一直以来都是电网管理和调度中非常重要的工具。配电网中常用的图形有地理图和单线图。地理图就是根据设备的地理坐标生成的图，缺点是产生的图形交叉重叠多。而单线图就是不管设备的地理坐标，仅从其拓扑连接关系生成的容易阅读的图。从管理和调度的角度来说，单线图更加高效。
　　 传统的单线图绘制通常是由专业人员在电力系统专用的图形编辑软件上手工绘制的，缺点有:耗时，易出错并且同步性差。尤其随着电网规模的不断扩大，设备数量和线路复杂度都不断增大，使得手工绘制基本成为不可能。因此单线图自动成图成被提出并得到研究。
　　 本文在研究配电网接线形式和设备连接特点的基础上，应用计算机绘图技术对复杂配电网的单线图自动布局进行了探索研究。本文研究了各种自动布局算法，并在比较总结的基础上选择了引力斥力算法，分析其利弊并结合复杂配电网的特点作了相应的改进，最终使用Java语言对该算法进行了实现。文中的难点是对拓扑及其连接关系进行建模以及适合于配电网的自动布局算法，创新是在力导向算法的分析基础上对引力斥力算法进行分析并改进，经过试验最终生成的单线图比较美观易读。
　　 由于单线图不仅要求准确显示配电网的设备拓扑连接关系，而且要求横平竖直。因此本文在改进的引力斥力算法布局的基础上，对布局结果进行了正交化处理。
　　 最后，本文对布局系统做了设计与实现，并且在上海市某地区的配电网管理中进行了测试，使用了几组数据，设备数目依次递增，拓扑难度逐渐增加，对系统的实用性和承受力作了详细测试。结果表明本文提出的布局算法生成的图形美观易读，对调度有很大帮助。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容

1．4 论文的难点和创新点

1．5 论文组织结构

1．6 本章小结

第2章 理论基础

2．1 公共信息模型CIM介绍

2．2 配电网简介

2．3 力导向算法

2．4 本章小结

第3章 基于CIM的配电网信息处理

3．1 配电网主要设备的CIM类图

3．2 拓扑分析及数据导出

3．3 数据建模与布局准备

3．4 本章小结

第4章 复杂配电网单线图的自动布局算法

4．1 单线图的美观原则

4．2 自动布局系统设计思路

4．3 引力斥力算法详解

4．4 正交化处理

4．5 本章小结

第5章 复杂配电网单线图自动布局系统设计与实现

5．1 系统功能设计

5．2 软件子模块设计

5．4 软件测试与分析

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 研究内容与成果

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果目录

致谢