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基于引力斥力模型的配电网单线图自动生成张奇峰1 闫红漫1 于文鹏2 刘东2【摘要】摘要单线图是电网研究的基本图形。
提出一种基于设备的拓扑连接关系自动生成配电网单线图的算法，将配电网的设备及其连接关系抽象成由点和边组成的图，改进引力－斥力算法使其满足配网的特点。
各设备在相互的引力、斥力作用下达到平衡，并对生成的结果进行正交化处理，从而得到配电网单线图。
实验结果表明，该方法生成的单线图达到了“尽量少交叉重叠”的效果。
【期刊名称】计算机应用与软件【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4【关键词】关键词配电网单线图引力－斥力模型自动布局0 引言配网管理中，地理图和单线图都是必不可少的图形工具。
地理图，顾名思义，就是根据电气设备的地理位置而成的图，缺点是线路会重叠交叉，不易观察。
而单线图就是抛弃设备的地理坐标，仅从其连接关系构造的易于观察阅读的遵循如下美观原则的图:设备分布均匀，线路交叉重叠尽可能少。
当前电力系统单线图生成有三类算法:①基于规则的方法;②图论方法;③ 软计算方法。
以上算法虽然各有应用，但主要应用在输电网或厂站接线图中，在配网中的应用还是很受限，配网单线图自动生成的算法主要是干线支线模型以及其扩展［2－4］，该算法比较简单，易实现，效果也不错，然而它只适用于配网中成辐射状(树状)的单条馈线。
对于包含环网状结构的复杂配网来说，目前仍未有好的解决方案，而干线支线模型显然也不能满足环状结构的要求。
文献［5］提出了一种UML类图的布局算法，该算法虽然布局效果很好，但是非常复杂，灵活性差，而且当点数大于1000时，运行速度会非常慢。
文献［6］提出了一种基于引力－斥力模型的网络拓扑布局算法，该算法容易理解，易于实现。
本文改进引力－斥力算法使其满足配电网特点，期望生成的单线图达到如下效果:尽量少的交叉重叠，结构清晰易读。
1 设计思想本文以配网的拓扑连接关系为基础进行拓扑建模，拓扑建模包括合并站内点和标记母线点两步。
地理接线图绘制规范
贵州电网公司10kV配网地理接线图绘制使用ARCGIS10.1软件绘制完成。
图面规则：
1）图幅要求：图幅以标准A3图纸大小。
2）图边距：上（2.7cm)；下（1.8cm）；左（3.6cm）；右（2.7cm）。
3）图框：轮廓宽度：3磅,颜色是蓝色（R：0，G：92，B：230)。
4）比例尺：由于各供电所管辖线路数量、涉及地理范围均不相同，故地理接线图比例尺不作明确要求，但比例尺比A0图幅比例尺小1万左右为宜。
(1:3.0万不要“，”号)
5）图例统一使用jpg模板图片，放置时离边框1mm。
6）指北针：样式为，大小50磅,放右上角，离内边框0.3cm。
7）图名：字体（微软雅黑）；字号（14号）；颜色黑色（R：0，G：0，B：0)。
（距离上图框1mm，放右上角）（LOGO放左上角，大小为原图片宽度为6，等比例缩小，离左图框2.5cm，离上图框0.1cm）。
8）左下角供电所落款：字体（微软雅黑）；字号（10号）；颜色黑色（R：0，G：0，B：0)，摆放位置离下图框1mm。
9）右下角加上A0图面分副图标，大小不超过1.4*0.8cm，视图面分副而定。
9）供电所管辖范围内蒙版：颜色白色（R：255，G：255，B：255)；透明度65%。
9）供电所管辖范围外蒙版：颜色白色（R：255，G：255，B：255)；透明度28%。
其他同A0图面设置。
《电力系统分析》复习题1一、填空题1、电力网络主要由电力线路和（ 变压器或变、配电装置或变电所 ）组成。
2、电能生产最基本首要的要求是( 保证安全可靠持续供电 )。
3、连接额定电压分别为220kV 和35kV 两个电力网的一台降压变压器，变压器的两侧均接线路，则此变压器的变比为（ 220/38.5或5.7 ）。
4、在我国110kV 以上电力系统的中性点运行方式一般为（直接接地）。
5、电压降落指元件两端电压的（相量差）。
6、在电磁环网中，由于变压器变比不匹配而产生的功率称为（循环功率；）。
7、电力系统频率的一次调整，通过调节发电机组上的（调速器）完成。
8、双绕组变压器的分接头在（ 高压绕组 ）侧。
9、短路冲击电流指的是（短路电流最大可能的瞬时值）。
10、经过派克变换后同步发电机等效的dd 、qq 绕组之间的互感为（0）。
二、单项选择题1、电导是反映电流流经导线而产生的__D__的参数。
A 热效应；B 磁场效应；C 电场效应；D 电晕和漏磁损耗 2、100km 的架空线属于___B____。
A 长线；B 短线；C 中等长度线；D 都不对3、长线路、重负荷的中枢点采用的调压方式是____B_____。
A 顺调压 B 逆调压 C 常调压4、潮流方程是由____B_____推导得来的。
A 回路电流方程；B 节点电压方程；C 支路电压方程；D 割集方程 5、P-V 节点是_______B_____的节点。
A 节点的有功功率和电压未知；B 节压已知；C 节点的电压和相角未知；D 节点的电压和相角已知6、高压电网中，电能传输时产生的电压损耗主要是____D______引起的。
A 有功电流流过电阻；B 有功电流流过电抗；C 无功电流流过电阻；D 无功电流流过电抗7、短路后没有零序电流的不对称短路是___B______。
A 单相短路；B 两相短路；C 三相短路；D 两相短路接地8、电力系统进行潮流的调整和控制措施，错误的是____D_____。
无重叠交叉的配电网单线图自动生成算法
陈勇;邓其军;周洪
【期刊名称】《电力自动化设备》
【年(卷),期】2010(030)011
【摘要】以设备的拓扑连接关系为基础,将配电馈线的地理接线图自动转换成单线图时,存在的最大问题就是线和图标的重叠交叉的消除.基于面向图形对象的单线图绘制工具,提出了一种通过寻找最佳绘制方向来尽可能避免重叠交叉的新方法.当需要向某个方向绘制一个图标时,先检测按此方向绘制是否会与已经存在的对象发生重叠交叉.如果有重叠交叉,则依次尝试向其他2个垂直方向绘制.如果3个方向都无法绘制,则通过局部图幅扩展算法对图幅进行扩展,得到至少1个图标的位置后按照原方向进行绘制.结合实例详细描述了所提出方法的算法步骤.
【总页数】4页(P90-93)
【作者】陈勇;邓其军;周洪
【作者单位】武汉大学,自动化系,湖北,武汉,430072;武汉大学,自动化系,湖北,武汉,430072;武汉大学,自动化系,湖北,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TM744
【相关文献】
1.配电馈线单线图无边交叉绘制算法 [J], 周博曦;孟昭勇;荆辉;徐家恒;宋新新;商玲玲
2.基于遗传算法的区域配电网单线图的自动布局算法 [J], 葛成余;周博曦;朱颂怡;张俊玲;孙联喜;王金亮;张浩;刘书阁;韩先鹤
3.基于引力斥力模型的配电网单线图自动生成 [J], 张奇峰;闫红漫;于文鹏;刘东
4.基于分层布局思想的配电网拓扑图自动生成算法 [J], 杨贵云;吴倩;曹彦昆;侯晓宇;孙华;王践
5.基于地理信息的输电网单线图自动生成新算法 [J], 徐彭亮;何光宇;梅生伟;张王俊;王伟
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基于遗传算法的区域配电网单线图的自动布局算法葛成余;周博曦;朱颂怡;张俊玲;孙联喜;王金亮;张浩;刘书阁;韩先鹤【摘要】提出了一种基于遗传算法的区域配电系统单线图自动布局算法,以线路节点数目与路径差异度最小化为目标函数,引入厂站相对地理信息约束,并设计了交叉、变异算子,最后经遗传算法对节点布局进行寻优;在布线过程中,通过网格状态的数值化,采用线路路径试探、交叉重叠判定、调整的布局策略进行节点之间布线.仿真结果证明算法能使节点在图中均匀分布,走线美观清晰,计算效率和图形效果都能满足工程实用要求.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2016(049)012【总页数】5页(P53-57)【关键词】单线网;配电网络;遗传算法;交叉算子;CIM;SVG【作者】葛成余;周博曦;朱颂怡;张俊玲;孙联喜;王金亮;张浩;刘书阁;韩先鹤【作者单位】国电南瑞科技股份有限公司,江苏南京211106;国网技术学院,山东济南250000;南京中德保护控制系统公司,江苏南京211106;国网技术学院,山东济南250000;国网技术学院,山东济南250000;国网技术学院,山东济南250000;国网技术学院,山东济南250000;国网技术学院,山东济南250000;国电南瑞科技股份有限公司,江苏南京211106【正文语种】中文【中图分类】TM73配电系统单线图以正交化的电气接线方式严格反映电网实际的拓扑连接关系，是开展调度运行、日常巡线等配电业务工作不可或缺的图形资料。
电气单线图自动成图技术是图形可视化领域的重要研究课题之一，其问题的核心是自动布局算法[1]，目前为止，已存在较多有关该方面的研究成果。
文献[2-5]采用基于规则的布局方法，但仅局限于变电站等具有相似结构特点的间隔布局，针对接线形式复杂多样的网络，将体现出极大的局限性；文献[6-8]提出按照支线的奇偶性垂直/水平交叉布局各支线，适用于拓扑结构简单的网络，对于内部含环状结构的网络，将难以寻觅到清楚的网络走向；文献[9-11]采用连续力导向算法，模型中直接相连的节点之间的引力作用导致节点过分靠近，而节点间斥力作用使整体图形倾向于不断远离中心点延伸，无法保证整体布局的美观。
交流Experience ExchangeDI G I T C W 经验228DIGITCW2019.06传统的配电网络专题图绘制主要采用电力绘图软件进行绘制，但随着我国配电网的不断发展，图形维护成本随之不断增加。
而由于业务人员水平的差异，导致配网专题图绘制质量存在较大的差异，缺乏统一的绘制规范。
同时，手动绘制的图形难以满足不同系统之间的交互，增加了维护成本，且手工绘制的图形实时性较差，验以体现现场的真实情况。
基于上述问题，需要建立电网GIS （地理信息系统）平台，以便将低压沿布图快速生成低压配网单线图，而由于配网低压沿布图设备量庞大，网络图绘制效率较低，因此，如何从低压沿布图快速生成低压单线图成为了当前配网工作中首要解决的问题。
鉴于此，本文提出了一种基于低压沿布图快速生成低压单线图的方法。
1 低压设备建模1.1 低压设备及低压拓扑关系在低压设备建模前，要充分了解低压设备类型和低压拓扑关系，并通过后置输出业务生成低压单线图。
压设备类型主要包括低压断路器、低压熔断器、低压负荷开关、低压隔离开关、低压母线、低压柜、低压分支箱、低压配电箱、低压表箱、低压表计、低压无功补偿柜、低压电缆、低压导线、低压电气连接线、低压接地刀闸、低压电流互感器、低压电压互感器等。
低压拓扑关系包括配电变压器与低压电缆连接关系、低压电缆与开关连接关系、低压电缆与接头连接关系、低压电缆与表箱连接关系、低压电缆与母线连接关系等。
1.2 低压设备建模思路及流程基于电网资源服务平台，构建低压设备模型，并录入低压沿布图和站房内部接线图，实现低压设备建模。
绘制低压设备的地理位置信息，录入设备台账，建立低压设备之间、低压设备与中压设备之间的连接关系。
低压设备建模流程如下：（1）低压设备沿布图录入。
录入电子化移交作业单，基于地图绘制低压设备图形，建立设备之间的连接关系，绘制出低压设备沿布图。
（2）低压设备台账录入。
录入低压设备图形，填写低压设备台账信息，并保存低压设备台账信息。
