基于邏輯布局的配電網自動成圖方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于邏輯布局的配電網自動成圖方法，包括（1）對配電網模型進行分析預處理，將其進行分割和剝離，形成局部模型；（2）對擬采用的自動成圖算法結合配電網模型進行分析比對，找出局部模型或整體的配電網模型的針對性優化的依據；（3）在對擬采用的自動成圖算法進行分析的基礎上，結合力導向布局算法、混合布局算法、動態交互布局算法、改進的網格布線算法實現對局部模型或整體的配電網模型的自動布局而生成配網圖；（4）對自動布局進行分析，使其達到預期的實用化效果。本發明針對配電網本身的問題，在對配電網進行分析的基礎上結合多種成圖算法來實現配電網自動成圖，可以保證自動生成的配網圖布局美觀、清晰、合理。
【專利說明】基于邏輯布局的配電網自動成圖方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種配電網自動成圖的方法。
【背景技術】
[0002]從網絡拓撲可視化的角度來看，自動繪圖算法大致可分為兩大類，即物理布局和 邏輯布局。物理布局中最具代表性的就是地理位置映射方法。它只是簡單地將節點的地理 位置信息解析為與之對應的布局坐標。地理位置映射對于與地理位置信息相關的網絡拓撲 可視化來說有著重要意義，但同時也使這種方法局限于需要大量的原始地理信息數據，而 其生成的電網圖形卻無法滿足走向明確、拓撲清晰的業務需要。
[0003]邏輯布局有著地理信息映射所不具備的優勢，它可以按需為節點分配布局空間， 而無須考慮它們在實際地理位置上的冗余和交錯。更重要的是，這種方法可以讓研究者們 在實現布局的過程中，充分利用與問題域無關的圖算法，也可以讓他們集中關注圖自身的 內在特性。邏輯布局是繪圖研究的核心內容，在這一分支中產生了非常豐富的算法。樹型 布局算法，射線布局算法，層次布局算法，直交布局算法，力導向布局算法，混合布局算法， 動態交互布局等，此外，還有很多研究借鑒組合優化問題的求解方法來解決圖布局問題，這 類方法有遺傳算法、模擬退火算法等。
[0004]國外也有很多研究機構和大學做了很多工作，如CAIDA，Bell實驗室，墨爾本大 學，羅馬大學，但經研究發現普遍存在以下問題:
a)多數網絡拓撲可視化中的圖布局算法并沒有充分考慮并利用電力系統網絡拓撲的 內在特性，而只是針對一些通用的布局算法，在效率和布局效果上進行改進；
b)在現有的網絡拓撲可視化研究中，還缺乏動態交互布局的成果。
[0005]因此，在對配電網進行自動布局成圖時，單一的布局成圖方法并不能滿足配電網 的需求。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種針對配電網而提出的并保證成圖布局美觀、清晰、合理 的配電網自動成圖方法。
[0007]為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:
一種基于邏輯布局的配電網自動成圖方法，用于實現電力系統的配電網絡圖形的自動 成圖，該方法包括
(1)對配電網模型進行分析預處理，將其進行分割和剝離，形成局部模型；
(2)對擬采用的自動成圖算法結合所述的配電網模型進行分析比對，找出所述的局部 模型或整體的配電網模型的針對性優化的依據；
(3)在對擬采用的自動成圖算法進行分析的基礎上，結合力導向布局算法、混合布局算 法、動態交互布局算法、改進的網格布線算法實現對所述的局部模型或整體的配電網模型 的自動布局而生成配網圖；(4)對所述的自動布局進行分析，使所述的自動布局達到預期的實用化效果。[0008]優選的，所述的擬采用的自動成圖算法包括但不限于樹型布局算法、射線布局算 法、層次布局算法、直交布局算法、力導向布局算法、混合布局算法、動態交互布局、遺傳算 法、模擬退火算法。[0009]優選的,該方法還包括:結合現有的CIM模型找出與自動布局相結合的最佳的CIM 描述模型。[0010]由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:本發明的配電網 自動成圖方法針對配電網本身的問題，在對配電網進行分析的基礎上結合多種成圖算法來 實現配電網自動成圖，可以保證自動生成的配網圖布局美觀、清晰、合理，使得配網圖能夠 有效提高配網日常工作和配網數據維護的效率。【專利附圖】
【附圖說明】[0011]附圖1為本發明的基于邏輯布局的配電網自動成圖方法的自動布局的流程圖。[0012]附圖2為采用本發明的基于邏輯布局的配電網自動成圖方法所成的配網圖的示 意圖。【具體實施方式】[0013]下面結合附圖所示的實施例對本發明作進一步描述。[0014]實施例一:配電網本身線路、設備數量龐大，切改頻繁，使得繪制工作量大，維護和 使用復雜，且實時性不高，存在維護不及時，正確性與可靠性嚴重偏低等問題。針對上述問 題，提供一種基于邏輯布局的配電網自動成圖方法，用于實現電力系統的配電網絡圖形的 自動成圖。[0015]該方法包括(I)對配電網模型進行分析預處理，將其進行分割和剝離，形成局部模型。[0016](2)對擬采用的自動成圖算法結合配電網模型進行分析比對，找出局部模型或整 體的配電網模型的針對性優化的依據。[0017](3)結合現有的CIM模型找出與自動布局相結合的最佳的CIM描述模型。[0018]CHOM不同版本都對拓撲進行了不同的描述，最新的CM版本已經有了相關布局 后圖形的描述，結合現有的CIM模型,找出和自動布局相結合的最佳CIM描述模型。[0019](4)在對擬采用的自動成圖算法進行分析的基礎上，結合力導向布局算法、混合布 局算法、動態交互布局算法、改進的網格布線算法實現對局部模型或整體的配電網模型的 自動布局而生成配網圖。[0020]擬采用的自動成圖算法包括但不限于樹型布局算法、射線布局算法、層次布局算 法、直交布局算法、力導向布局算法、混合布局算法、動態交互布局、遺傳算法、模擬退火算 法。[0021]力導向算法:通過對每個節點的計算，算出引力和排斥力綜合的合力，再由此合力 來移動節點的位置。執行一次后根據節點新位置算出新的能量值，能量值越小，表示整個網 絡越趨于穩定，網絡圖的配置顯示就會越清晰，當能量值到達最小值的時候，網狀圖的配置 狀態為最佳呈現效果。[0022]混合布局算法:混合布局算法是將布局過程拆解為不同的步驟或將布局區域分 塊，然后在不同步驟，不同布局區域采用不用的布局算法，以求在整體上和局部上都盡可能 的滿足布局需求的條件。
[0023]動態交互布局算法:在現實應用中圖的大小、形態會隨時間動態地發生變化，需要 布局方法能夠動態適應圖的變化，且最大限地保持布局穩定；另一方面，單次的自動布局 不能滿足人們的要求，通過在布局過程中引入遞歸修正方法使得布局效果更接近人們的要 求。動態交互布局的關鍵就是有效利用前一次布局的結果，降低單次布局的規模以提高效 率，并保持圖動態變化過程中的印象圖。
[0024]生成配網圖的流程如附圖1所示。而生成的配網圖的效果示例如附圖2。
[0025](4)對自動布局進行分析，使自動布局達到預期的實用化效果。
[0026]單一的布局算法在應用到復雜的配電網絡中時存在很多缺陷，不能夠滿足顯示配 電網要求，如力導向算法總是有節點在兩個不同位置上來回振動，造成算法結果不收斂，無 法生成有效圖形，同時網狀圖的節點數太多時，很難隨即選取良好的初始節點，生成帶有很 多交叉、重疊的圖形，無法求得滿意的結果。本方法將多種布局算法進行有機的結合，有效 避免某一單一算法的缺陷，通過對配電網模型的預讀取和預分析，對電網進行有效的分割 和主干、支路剝離，智能優先選取整體或局部的布局算法，并采用布局節點效果權值比重計 算，分析初始布局效果。對效果值未達到布局指標的圖形進行二次或多次遞歸分割和布局， 最終實現達到實用化效果的配電網絡自動成圖。
[0027]現場工程應用:結合現場的拓撲結構，導出相應的CIM模型，對其進行布線和布 局，基于構建的軟件系統可以增加適配器，以達到和其他系統的嵌入和集成，并可以以多種 方式為其他系統提供布局服務。
[0028]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明 精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于邏輯布局的配電網自動成圖方法，用于實現電力系統的配電網絡圖形的自 動成圖，其特征在于:該方法包括(1)對配電網模型進行分析預處理，將其進行分割和剝離，形成局部模型；(2)對擬采用的自動成圖算法結合所述的配電網模型進行分析比對，找出所述的局部 模型或整體的配電網模型的針對性優化的依據；(3)在對擬采用的自動成圖算法進行分析的基礎上，結合力導向布局算法、混合布局算 法、動態交互布局算法、改進的網格布線算法實現對所述的局部模型或整體的配電網模型 的自動布局而生成配網圖；(4)對所述的自動布局進行分析，使所述的自動布局達到預期的實用化效果。
2.根據權利要求1所述的基于邏輯布局的配電網自動成圖方法，其特征在于:所述的 擬采用的自動成圖算法包括但不限于樹型布局算法、射線布局算法、層次布局算法、直交布 局算法、力導向布局算法、混合布局算法、動態交互布局、遺傳算法、模擬退火算法。
3.根據權利要求1所述的基于邏輯布局的配電網自動成圖方法，其特征在于:該方法 還包括:結合現有的CIM模型找出與自動布局相結合的最佳的CIM描述模型。
【文檔編號】G06F17/50GK103500237SQ201310276617
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月3日 優先權日:2013年7月3日
【發明者】趙家慶, 沈浩東, 孫國城, 杜紅衛, 韓韜, 周養浩, 邵嗣楊, 夏崇鐠, 周宇植, 楊洪, 丁宏恩, 李匯群, 徐春雷 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司蘇州供電公司, 國電南瑞科技股份有限公司