基于逻辑关系的建模系统和建模方法

摘要

本发明提供一种基于逻辑关系的建模系统，包括操作任务集成模块、任务解释器、图形布局修正模块、图形布线修正模块和数据库模型增量修正模块，所述数据库模型增量修正模块包括图形增量计算单元、模型增量计算单元；同时提供一种使用该建模系统的建模方法。该系统利用逻辑关系描述，基于自动布线技术的支持，以图形化的方式实现基于逻辑关系描述的电力系统新的电网模型图模一体化生成，完全在“一张网”上定义与修改电网模型，而不是在无数张片网图上建立电力系统模型，从而实现和帮助电网运行管理人员能够准确且快速地建立、修改全系统电网模型，这种建模系统直观明了、可靠准确，也更容易。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统电网模型构建领域，具体涉及一种基于逻辑关系的 建模系统和建模方法。

背景技术

电网模型是一切电力系统有关的分析、决策与管理的基础，模型是否有、 是否完整、是否准确、是否容易建立应该说都非常重要，传统的电网模型定 义方法采用图模库一体化方法，也就是先画图、然后生成模型、再写入关系 数据库中。画图是手工绘制，采用基于物理节点的方法，及每个设备对象都 有一个或多个关节点，通过绘制关节点之间的连接线，实现拓扑描述；图 形绘制的范围通常是以厂站图形为单元，站与站之间通过线路建立连接关系， 从而生成整个系统的电网模型。该方法在电网规模不大且站外设备较少、分 支较少时有其优点，但当系统规模大、接线复杂时，以厂站图为单元时，系 统模型涉及的厂站图达到几百个甚至更多，管理维护困难，容易出错，且基 于物理节点的“点对点联接”方式操作步骤太多、容易因为人工操作失误造 成模型描述错误，此外当站外设备多、分支多时以厂站图为单元的建模方式 边界切割复杂,这些因素都造成了电网模型的定义困难，严重影响了对电力 系统应用分析决策的支持与可靠性。

发明内容

为此，本发明所要解决的是现有建模系统采用手工绘图操作步骤太多、 容易出错的技术问题，从而提供一种操作简单、运行可靠的基于逻辑关系的 建模系统和建模方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于逻辑关系的建模系统，包括

操作任务集成模块，将操作任务集成分为不同类别，所述类别包括增加 操作对象、删除操作对象、修改操作对象；

任务解释器，获取所述操作任务集成模块的命令信息，并对所述命令信 息进行任务拆分；

图形布局修正模块，采用矩形点阵描述，将操作对象放置于网格节点上， 当新增加一个或多个空间点操作对象时，相邻区域关联的空间点需要自动移 位；

图形布线修正模块，根据最少交叉与最短路径进行布线，并对布线路径 上关联的对象进行修正；

数据库模型增量修正模块，根据所述图形布局修正模块和所述图形布线 修正模块的动作，相对应地进行模型增删改动作，包括：

图形增量计算单元，根据所述图形布局修正模块和所述图形布线修正模 块的动作，计算当前的图形增量，所述图形增量包括电网图元对象增量与拓 扑关系变化增量；

模型增量计算单元，根据所述图形增量计算单元得到的当前的图形增量， 计算当前的模型增量；

关系型数据库，存储所述图形增量对应的模型增量修正后的电网模型。

所述的建模系统，所述任务解释器进行任务拆分，采用集成任务拆分机 制，符合IEC61968/61970标准。

所述的建模系统，所述最短路径为不采用斜线的情况下，不超越双节点 组成的矩形区域的水平垂直走线。

所述的建模系统，所述最少交叉通过局部区域的换位与换向模拟计算得 到。

所述的建模系统，所述操作对象包括容器类对象、容器类对象内部主接 线、容器类对象与容器类对象之间的连接。

所述的建模系统，所述容器类对象包括厂站、开闭所、环网柜、分支箱、 箱变。

一种使用所述建模系统的建模方法，包括如下步骤：

一、将操作任务集成分为不同类别，所述类别包括增加操作对象、删 除操作对象、修改操作对象；

二、对操作任务的命令信息进行任务拆分；

三、对所述操作对象进行图形自动布局修正，采用矩形点阵描述，将操 作对象放置于网格节点上，当新增加一个或多个空间点操作对象时，相邻区 域关联的空间点需要自动移位；

四、对所述操作对象进行图形自动布线修正，根据最少交叉与最短路径 进行布线，并对布线路径上关联的对象进行修正；

五、根据图形布局修正的结果和图形布线的修正结果，计算当前的图形 增量；

六、根据得到的当前的图形增量，计算当前的模型增量；

七、对图形增量对应的模型增量进行相应的增删改动作并存储。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明提供一种基于逻辑关系的建模系统，包括操作任务集成模块、任 务解释器、图形布局修正模块、图形布线修正模块和数据库模型增量修正模 块，同时提供一种使用该建模系统的建模方法。该系统利用逻辑关系描述， 基于自动布线技术的支持，以图形化的方式实现基于逻辑关系描述的电力系 统新的电网模型图模一体化生成，完全在“一张网”上定义与修改电网模型， 而不是在无数张片网图上建立电力系统模型，从而实现和帮助电网运行管理 人员能够准确且快速地建立、修改全系统电网模型，这种建模系统直观明了、 可靠准确，也更容易。相对于现有技术而言，该系统采用逻辑化描述，将逻 辑关系描述语言变换为空间拓扑描述信息，进而形成空间点与线的图形化语 言描述，将过去多步骤操作融合为单一任务型操作，利用自动布局布线技术， 实现点线之间的连接，点线连接采用最短路径与最少交叉原则；实现了对逻 辑化建模语言的图形化表述，模型中的对象与库对象的增量部分自动计算并 增删，实现图形对象与网络数据库模型中的对象一一对应，解决了电力系统 长久存在的模型定义难题，简化电力系统网络模型的定义方法，用描述性的 逻辑语言方法，提交模型定义内容，提高了模型定义的速度，降低了模型定 义的难度，提高了模型定义的准确度，保证了对复杂大系统模型的定义生成。

本发明提供一种使用该系统的建模方法，可运用于输电网以及配电网模 型的生成，特别适合规模较大的输电网或接线关系复杂的配电网模型定义与 生成。

本发明提供的建模系统和建模方法，解决大规模电网与复杂接线关系电 网模型建立过程繁琐、容易出错、难以维护的问题，只要采用了这项技术， 在一张图上建立模型，模型大小、范围一目了然，不用在几百张片网图形上 修补，提高了模型建立的直观性；将原来基于物理节点的操作过程逻辑化描 述为单一任务型，由程序完成多步骤操作，简化了电网模型的建立过程；在 一张图上增量化建立模型，维护了图模的严格一致，解决了一直困扰电力部 门的全局一体化建模困境。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施 例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明所述的基于逻辑关系的建模系统的一个实施例的结构示 意图；

图2为图1所示实施例的基于逻辑关系的建模系统的连接关系逻辑定义 图；

图3为图1所示实施例的基于逻辑关系的建模系统的站内拓扑逻辑定义 图；

图4为图1所示实施例的基于逻辑关系的建模系统的容器类对象增加图；

图5为图1所述的基于逻辑关系的建模系统的自由布局布线图。

图中附图标记表示为：1-操作任务集成模块；2-任务解释器；3-图形布 局修正模块；4-图形布线修正模块；5-数据库模型增量修正模块；51-图形 增量计算单元；52-模型增量计算单元；53-关系型数据库。

具体实施方式

实施例：

下面给出本发明所述的一种基于逻辑关系的建模系统的一个具体的实 施方式，参见图1所示，一种基于逻辑关系的建模系统，包括：操作任务集 成模块1、任务解释器2、图形布局修正模块3、图形布线修正模块4和数 据库模型增量修正模块5。具体内容如下：

操作任务集成模块1，包括增加操作对象、删除操作对象、修改操作对 象，本实施例中，所述操作对象包括容器类对象、容器类对象内部主接线、 容器类对象与容器类对象之间的连接，其中，所述容器类对象包括厂站、开 闭所、环网柜、分支箱、箱变，图2、图3分别为所述建模系统的连接关系 逻辑定义图和站内拓扑逻辑定义图，图4为所述建模系统的容器类对象增加 图。

任务解释器2，获取所述操作任务集成模块1的命令信息，并对所述命 令信息进行任务拆分，拆分成图形布局修正、图形布线修正、计算图形增量、 计算模型增量、存储模型增量修正后的电网模型五步任务;例如：命令信息 为厂站1与厂站2之间增加一条线路，拆分的任务为：（1）计算厂站1间隔 及出线方位和顺序；（2）计算厂站2间隔及出线方位和顺序；（3）计算厂站 1与厂站2矩形区域内对象移动数据；（4）计算增加厂站1与厂站2之间的 布线通道及移动位置数据；（5）图形增量为厂站1与厂站2内部主接线变化、 外部厂站移位数据以及布线通道，修正图形并刷新显示；（6）模型增量为新 线路、线路开关、新增节点；修正支路-节点-电压等级-厂站容器之间的关 系，修正模型至关系数据库。本实施例中，所述任务解释器进行任务拆分， 采用集成任务拆分机制，符合IEC61968/61970标准。

图形布局修正模块3，采用矩形点阵描述，将操作对象放置于网格节点 上，当新增加一个或多个空间点操作对象时，相邻区域关联的空间点需要自 动移位。

图形布线修正模块4，根据最少交叉与最短路径进行布线，并对布线路 径上关联的对象进行修正，本实施例中，所述最少交叉通过局部区域的换位 与换向模拟计算得到，所述最短路径为不采用斜线的情况下，不超越双节点 组成的矩形区域的水平垂直走线，图5为所述建模系统的自由布局布线图； 容器类对象内部主接线的修正，以环网柜内部主接线分裂为例：（1）计算环 网柜内部母线出线方位与间隔大小、并计算最少交叉出线顺序；（2）计算环 网柜外部对象布局移位数据；（3）布局图形修正；（4）移位后布线图形修正； （5）模型增量为环网柜内部新增母线以及分段开关。

数据库模型增量修正模块5，根据所述图形布局修正模块3和所述图形 布线修正模块4的动作，相对应地进行模型增删改动作。所述数据库模型修 正模块5包括：图形增量计算单元51，根据所述图形布局修正模块3和所 述图形布线修正模块4的动作，计算当前的图形增量，所述图形增量包括电 网图元对象增量与拓扑关系变化增量，以删除某条线路为例：图形增量为线 路本身包含的线段、关联厂站1内部主接线以及关联厂站2内部主接线；模 型增量为删除线路以及删除线路上的关联开关、刀闸、物理节点；模型增量 计算单元52，根据所述图形增量计算单元51得到的当前的图形增量，计算 当前的模型增量；关系型数据库53，存储所述图形增量对应的模型增量修 正后的电网模型。

本实施例中，此系统的硬件主要由带图形加速芯片的UNIX/LINUX工作 站组成。

同时，提供一种使用上述建模系统的建模方法，包括如下步骤：

一、将操作任务集成分成不同类别，所述类别包括增加操作对象、删除 操作对象、修改操作对象；

二、对操作任务的命令信息进行任务拆分；

三、对所述操作对象进行图形自动布局修正，采用矩形点阵描述，将操 作对象放置于网格节点上，当新增加一个或多个空间点操作对象时，相邻区 域关联的空间点需要自动移位；

四、对所述操作对象进行图形自动布线修正，根据最少交叉与最短路径 进行布线，并对布线路径上关联的对象进行修正；

五、根据图形布局修正的结果和图形布线的修正结果，计算当前的图形 增量；

六、根据得到的当前的图形增量，计算当前的模型增量；

七、对图形增量对应的模型增量进行相应的增删改动作并存储。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式 的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。 而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之 中。