摘要：在配电自动化系统建设过程中，由于配网规模较大、运行方式多样复杂，导致联络图不停变化、图形更新不及时。为了解决存在的问题，本文立足于配电网自动成图的基本思想，研究配电网联络图的连接方式，设计出一个新型的配网线路馈线组全联络简图的布局算法。文中主要介绍了配网线路馈线组全联络简图的实现方法及应用效果，详细介绍了模型抽取、图形建模、布局布线及图形压缩优化过程，实现从配电网模型到馈线组全联络简图的自动生成过程，最后展示了配网线路馈线组全联络简图的应用效果。

关键字：配电网;联络图;自动成图

1 引言

当前形式下，电网建设的发展和电网规模的不断增长，配电线路往往都是成百上千，联络关系非常复杂，并且目前在配电网建设过程中主要从地理信息系统（GIS）中导入配电网模型和图形，然而GIS与配网系统是以单馈线为基本单位进行图模交互，无法提供配电调度需求的配网联络图，另外，配网节点众多、运行方式变化频繁，导致运维工作量巨大且难以及时更新图形。配网线路馈线组全联络简图的自动生成，可以很好解决上述问题，直观的展示馈线之间的联络关系，还可以通过实时刷新遥信、遥测信息，让系统运行人员了解电网实时运行方式，极大便利调度人员的日常工作。

2 配网线路馈线组全联络简图的开发

针对当前配网调度中出现的问题，创新开发了配网线路馈线组全联络简图，主要包括：模型的馈线组分析方法，绘图布局算法，设备图元及信息的展示，统计数据的分析，实时数据（遥信、遥测）获取及展示。所有的都是动态获取、动态分析、动态展示、动态刷新，无需人工维护，具体内容如下：

2.1 模型的拓扑分析

获取所有的配网的GIS馈线模型，基于拓扑搜索算法，通过馈线ID、本馈线所有联络开关，自动搜索与本馈线一级联络的其他馈线集合，将一级联络的馈线信息、联络开关信息、馈线之间的连接关系信息存储起来，馈线信息包括：馈线ID、馈线描述、馈线出口开关ID、馈线出口开关调度号、馈线所属变电站ID、馈线所属变电站描述、馈线的层级（起始馈线是0层，和起始馈线一级联络的馈线是第1层，依次类推）;联络开关信息包括：联络开关ID、联络开关调度号;连接关系信息包括：上游馈线出口开关ID、下游馈线出口开关ID、联络开关ID。基于迭代的算法，继续搜索和当前层馈线相关联的馈线信息，并将馈线、联络开关、连接关系的信息存储起来，直到搜索到起始馈线停止。

对搜索到的所有馈线数据进行分析、统计、分类，分成不同的类型集合存储，主要包括：馈线信息集合、联络开关信息集合、树形连接关系集合、同层的交叉连接集合、相邻层的交叉连接集合。

2.2 绘图布局算法

绘图布局算法采用了网格化思想和插空、收缩的方法，具体步骤如下：

步骤1：遍历获取到的馈线组全联络图的拓扑数据，得到最大层级，并将整个画布横向分层（分成最大层级个，设置每层的宽度）、竖向分层（无固定数，设置每层的高度），并将每层之间的间隔设置成32个网格位置;

步骤2：计算所有馈线的网格位置，遍历馈线信息集合，第一层（选择的馈线）的馈线网格位置为[1，1];第二层馈线的网格x轴位置为2，y轴位置从1开始，上下间隔2，从第三层开始，遍历树形连接集合数据，根据上游、下游的馈线出口开关ID计算每个层级的馈线y轴网格位置，y轴位置也是从1开始，上下间隔2，每次计算完一条馈线的y轴网格位置，需要遍历已经计算过y轴网格位置的馈线，如果大于当前馈线的y轴网格，需要调整，避免连接线交叉;

步骤3：计算树形连接集合中的设备网格位置及布线方法，遍历树形连接集合，第1层的分支，从位置1分出，第2层及以后，往下的连线从最大的位置开始（也就是32），往后画到下一个间隔的地方后，从1位置画竖线，联络开关画在位置2上;

步骤4：计算同层的交叉连接集合中的设备网格位置及布线方法，遍历同层的交叉连接集合，从小号位置开始，找空闲位置画竖线，竖线连到同级开关的位置上，联络开关的x轴位置为当前找到的空闲位置，y轴位置为上游出口开关所在y轴位置加1;

步骤5：计算相邻层的交叉连接集合中的设备网格位置及布线方法，遍历同层的交叉连接集合，本层从小号开始找空闲位置，上层从大号开始找空闲位置，联络开关的x轴位置为本层的位置2处，y轴位置为本层出口开关所在y轴位置减1;

步骤6：对每一个x轴的层间间隔进行压缩，去掉没有用到的网格;

步骤7：根据计算的x、y轴网格位置，计算每个设备的坐标。

2.3 设备图元及信息的展示

根据计算的设备坐标以及样式配置，通过SVG技术画出每个设备图元，根据每个设备之间的连接关系，通过SVG技术进行布线，生成配网线路馈线组全联络简图。根据设备坐标以及对应的信息详情，通过文本生成的SVG技术，在生成的简图上展示设备对应的描述详情。

2.4 分析、统计数据

根据馈线信息集合数据，分析、统计变电站个数、馈线个数，根据联络开关信息集合，分析、统计联络开关个数，对生成的统计信息，通过SVG技术在馈线组全联络简图上展示。

2.5 实时数据加载

根据获取的所有拓扑数据，获取所有出口开关、联络开关的ID，根据开关ID去计量系统、实时数据系统获取开关的电流值、闭合状态等信息，对获取到的数局进行整合、分析、拼接，最后通过SVG技术在馈线组全联络简图上实时刷新展示（合上为实心样式，断开为空心样式）。

3 馈线组全联络简图应用

3.1 提高工作效率

通过将主网模型、配网模型、营销系统用户模型、计量系统配变量测实时数据进行拼接，构建主网、配网、用电、计量数据一体化的全景模型。依托全景模型生成配网线路馈线组全联络简图。系统占用资源少，拓扑模型更新效率高;无需人工维护，降低了调度人员的工作量，对配网每条馈线的连接关系都能非常准确的观看，方便用户更直观的了解;提供给调度员简洁、直观的馈线组全联络简图，降低了处理问题的复杂度，可以迅速定位问题，隔离故障，尽快处理问题，提高了电网供电可靠性。

3.2 高级应用

通过馈线组全联络简图，还可以进行馈线转供、电源点追踪等高级应用功能。在馈线组全联络简图上可以馈线转供，及时、准确生成馈线的转供方案，快速恢复馈线供电;可以电源追踪，可对选择出口开关向主网供电电源纵向追踪分析，也可对选择联络开关同时向两侧的主网供电电源纵向追踪分析，透析分析到50万站主变。

4 结语

综合上述，随着配网线路馈线组全联络简图在电网调度中的应用落地，其在电网行业领域发展中的作用和价值愈发重要。既改进了传统联络图存在的问题，又基于馈线组全联络简图开发了电源追踪等高级应用功能，使馈线组全联络简图在实用性上更上一层楼。馈线组全联络简图既完善了配网自动成图的一部分，又减少了联络图的绘制，提高了联络图的准确性，提高了使用人员的工作效率和联络关系的处理效率。在未来，馈线组全联络简图会继续结合调度员的需求，深化改技术在电网调度中的创新应用。

参考文献：

[1]韩文明.基于CIM模型的配电网单线图自动生成[D].东华大学.2013：2-3

[2]宋国彬.配电网馈线单线图自动布局的研究[D].秦皇岛：燕山大学，2018

[3]程远，严伟，李晓明.基于斥力-张力模型的网络拓扑图布局算法[J].计算机工程，2004，30（3）：104-105

[4]陈连杰，赵仰东，韩韬，等.基于层次结构及模型驱动的配电网图形自动生成[J].电力系统自动化，2015，39（1）：226-232