基于CIM的全图形自生成及三维可视化

针对电网图形系统手工维护复杂、交互困难的现状,提出了全图形自生成的思想,具有自维护、图模全耦合、不依赖于图形工具的特点。以公共信息模型(CIM)为底层,提出了包括厂站接线图、单线图在内的拓扑图形自生成的改进方法,介绍了表征电网运行状态和监视指标的动态图形可视化方案,在自生成基础上引入三维可视化技术,形成了面向多指标的预警监视平台。该平台已在实际电网中运行。

基于CIM的变电站与配电馈线一次接线图自动绘制算法

基于IEC 61970/IEC 61968的公共信息模型规范,建立了关于配电网一次系统的数据服务平台;介绍了变电站内电压等级与间隔容器的分类及其类型识别方法。在图形布局时,对变电站采用分而治之的思想,递归地布局子容器;针对馈线辐射状或弱环状的特点,采用树形布局法;图形布局过程结合深度优先搜索法和堆栈技术。提出的自动绘图方法可使配电网中不同应用系统之间实现高度的图形与数据资源共享。

基于CIM模型的电力系统全景视图生成研究

研究了基于IEC 61970公共信息模型(common information model,CIM)的全景视图、厂站接线图自动生成技术。基于动态图模映射自动关联、最小面积椭圆地理分区算法、厂站布局的释放-压缩算法,在南方电网调度控制中心实现了南方电网110 k V及以上电压等级电网模型的全景拼接基础上自动成图、厂站接线图自动布局成图、地理潮流图自动生成、模型图形的同步更新,并成功应用到EMS等系统,达到了电力系统全景画面集成,提高了电网运行维护效率,为调控中心提供了更为准确、可靠和丰富的电网图形和可视化支持。

一种基于CIM的厂站接线图自动生成技术

以典型接线形式的图形排布为依据,提出了一种根据设备连接信息自动生成接线图的经验方法,即通过可扩展的典型接线形式的定义,借助于Oracle Spatial的网络分析功能,对公共信息模型(CIM)数据中有关厂站内的设备及连接关系的部分进行分析和匹配,按照匹配到的接线形式排布厂站内各设备的位置,从而自动生成接线图。

基于CIM的变电站一次主接线电气连通性分析

依据IEC61970公共信息模型(CIM)定义的描述所有电力设备的模型和拓扑关系,提出了一种基于CIM模型的变电站一次主接线网络拓扑。通过提取节点-节点关联矩阵,采用简化和加速的关联矩阵改进方法,对电气连通性进行了分析,从而缩短网络拓扑分析时间,减小系统内存开销。实验结果表明,方法有效提高了变电站仿真系统设计的规范性和运行的实时性。

基于统一编码的配电网图模自动生成系统设计

为了使配电网各系统间数据交互便捷及维护简单,为配电网日常运转提供高效的管理方式,设计基于统一编码的配电网图模自动生成系统。该系统主要由基础层、数据转换层、集成平台层、服务层及应用层构成。基础层存储系统所需全部基础数据。数据转换层用于进行数据自动转换。集成平台层用于连接数据转换层与服务层。服务层利用配电网数据统一编码体系的三层架构,对配电网各系统内部数据进行交互及维护。应用层通过基于遗传算法的图模转换算法生成配电网接线图拓扑模型。试验结果表明,该系统能够自动生成配电网图模且效果清晰,编码加载及生成时间较短。该系统的应用为配电网提供了更为高效的管理方式,可进一步推动智能配电网的发展。

变电站单线图模数图一致性设计与自动成图

提出对IEC 61970-301,IEC 61970-453,以及中国向国际电工委员会(IEC)提交的电力系统图形描述规范的改进和扩展建议,并提出变电站通用布局模型,试图解决变电站模数图一致性设计与自动成图问题。在公共信息模型(CIM)的资源模型中,在已有的设备容器类下,与间隔、电压等级、变电站类并列,增加了由母线段和间隔组成的母线容器类;同时,将主变压器间隔分解成为线圈间隔,纳入到母线容器中作为其组成部分;2个属性类,即母线容器类和间隔类,用于其用例、数据与图形的一一对应。提出的图形模型,自底层向高层,分别为导电设备图元、设备图形、间隔图形、母线容器图形、电压等级容器图形、变电站图形,组成一个递级拼装的图形系统,可方便地实现变电站单线图的自动生成。

利用端子坐标进行静态拓扑的自动分析

提出了一种新的拓扑搜索算法,通过自动分析电气接线图中各图元对象的端子坐标,确定设备的连接状态。符合公共信息模型(CIM)规范且按照图模一体化方法设计的图形系统,可以有效地将设备的电气属性与几何外观相统一,成为拓扑搜索算法的基础。通过对图形画布的栅格化,直接将端子点的整数坐标作为其节点原始编号。将具有连通性的设备首先视为虚拟的断开开关,再进行节点归并,可以显著提高拓扑搜索效率。所提出的算法能适应各类电气设备图元、几何图元及新增未知图元,使拓扑搜索的时间复杂度从非线性的N2变为线性N。实际工程应用表明,当设备端子数为几百个时,速度可提高1个或2个数量级,并且端子数越多则速度提高越显著。

基于改进Lee算法的电网潮流图自动绘图系统

针对调度员工作站大规模电网潮流图智能生成时间长、效率低的问题,提出了一种基于改进Lee算法的电网潮流图自动绘图系统。首先,该系统从能源管理系统(EMS)中获取电网通用信息模型(CIM)和E文件数据建立系统型据库;然后,因式分解网格并拟合节点实际经纬度,实现厂站节点自动布局;其次,引入线探索法对线路初步布线,再采用Lee算法对无法确定的线路进行布线,实现自动布线;最后,根据网格通道布线情况调整线路位置和所占面积,避免线路不必要交叉及线距过近。绘图成果通过SVG矢量图形展示,针对某省级电网模型进行测试,并在13 s内完成绘图,与人工绘图相比,大幅减少了绘图时间。

电网运行全景视图自动生成技术开发与应用

以往地理潮流图和厂站一次接线图都由人工绘制,而人工绘制的图形存在图模不一致问题,这给后续工作带来极大不便。为了解决此问题,提出一种电网运行全景视图自动生成技术。基于电网CIM模型和厂站GIS坐标信息,通过拓扑分析建立厂站与厂站间的电气连接关系及位置关系,自动生成满足地理相对位置的各种地理潮流图;根据变电站内不同电压等级的接线识别及布局布线技术生成厂站一次接线图。该方案能提高系统成图效率和维护效率,降低绘图的人力成本,避免手工绘制图形存在的图模不一致隐患,提高电网调度决策的安全性。