基于CIM/SVG的省级电网均匀图的自动生成

摘要

省级电网均匀接线图是电力规划和调度部门经常使用的一张图纸，它一般在地理接线图上加工，但克服了地理布置疏密严重不均的缺点，能清楚地反映出全省220kV/500kV电厂节点及线路的连接情况。
　　 伴随着经济和社会的高速发展，电网系统的规模越来越大，电网调度部门继续采用手工绘制电网均匀接线图纸的难度也越来越大。因此，借助于计算机算法和信息集成技术的自动生成变得十分迫切。
　　 IEC61970系列标准定义了CIM公共信息模型，CIM基于XML提供了一个普遍的电力系统模型，给实现不同系统存储数据和软件之间信息交互提供了条件。SVG是基于XML的文本图形格式，作为电力系统未来的唯一图形标准，可以方便地使用计算机软件进行自动生成。此外SVG支持JavaScrpit脚本技术，使得SVG图纸效果更加丰富和多样。
　　 本文在研究分析电网调度自动化系统发展历史现状和公共信息模型的基础上，提出了基于公共信息模型数据(CIM)数据和可伸缩矢量图形(SVG)格式的省级电网均匀接线图的自动生成算法。
　　 首先，本文报告了国内外电力系统自动化技术的历史发展和研究现状。简要介绍了IEC61970系列标准，以及IEC61970标准提出的CIM公共信息模型，并对其作了研究和分析。文中还阐述了SVG的概念，对SVG的优点和基本要素进行了研究。另外，对XML技术以及XML的不同解析器作了分析和比较，并简单介绍了适合解决大型组合优化问题的模拟退火法的概念和基本思想。
　　 其次，在深入研究分析CIM结构的基础上，提出了基于CIM的数据库的设计。介绍了DOM4J对CIM.XML进行解析的详细过程和操作步骤，实现了对CIM电网信息的导入。目前省级调度中心的EMS/SCADA已能提供输电网的CIM全模型和基于CIM/XML的电网设备及拓扑关系数据，因此从EMS/SCADA可以导出电网均匀图自动构图的全部数据。
　　 再次，在上述电网关系数据库和从EMS/SCADA可以导出的数据网数据的基础之上，提出了电网均匀图的算法。从电网数据库中取得220kV和500kV电网数据，对其进行离散化、拓扑简化以及改进的模拟退火法的优化和后期优化调整等一系列的操作后得到了交叉点较少、结构清晰、布局匀称的电网均匀接线图，且基础数据可以自动从EMS/SCAD自动获取，实现了预期的目标。
　　 最后，结合JAVA技术和SVG的文本可编辑的特点，提出了基于JAVA程序的SVG图形自动生成的方案，实现了程序对SVG文件的读写和自动生成等操作。