【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及拓撲圖生成，更具體地說，本專利技術涉及一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法。
技術介紹
1、配電網是電力系統的重要組成部分，負責將電力從變電站輸送到終端用戶；隨著城市化進程的加快和用電負荷的不斷增長，配電網的規模也在不斷擴大，線路設備日益增多，運行管理工作變得越來越復雜；在配電網的運行管理中，拓撲圖是一種重要的工具和信息載體；拓撲圖能夠清晰直觀地展示配電網線路和設備的連接關系、電壓等級、負荷分布等關鍵信息，為配網規劃、調度、線損治理等工作提供決策依據。
2、隨著配電網不斷擴大，線路設備日益增多，人工繪制已無法滿足實時更新和大規模生成的需求，制約了配網運維工作的高效開展；其次，人工繪制的拓撲圖線路走向往往不夠規整，設備布局顯得雜亂無序，視覺效果差，可讀性和辨識度較低；這給運維人員快速獲取關鍵信息帶來了阻礙，影響了工作效率。特別是對于大規模配網，人眼難以一次性把握全局，容易疏漏和出錯；再者，難以充分考慮線路的多種復雜約束條件，生成的拓撲圖與配網的實際運行狀態可能存在偏差；這種偏差會導致后續的配網規劃、調度和線損治理等決策失之于準確性和前瞻性；此外，不同線路和設備在繪制的拓撲圖中，展示效果較為單一，缺乏區分度，給運維人員的工作帶來了一定困擾，傳統的拓撲圖已無法適應配網日益龐大和運維工作日益復雜的形勢。
3、針對現有配網中壓拓撲圖生成效率低、效果差的問題，本專利技術提出一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法。通過對原始拓撲圖進行二次規整排布處理，綜合考慮多種影響線路布局的實際約束條件，
技術實現思路
1、為了克服現有技術的上述缺陷，為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，包括：步驟1、獲取配電網線路設備數據，將配電網線路設備數據進行預處理，得到圖構建初步數據包；
2、步驟2、根據圖構建初步數據包構建原始拓撲圖，并將原始拓撲圖進行規整排布處理，得到初步規整拓撲圖；
3、步驟3、對初步規整拓撲圖進行交叉規整處理，得到規整后拓撲圖；
4、步驟4、對規整后拓撲圖進行顏色渲染，得到最終的配網中壓拓撲圖。
5、進一步地，所述配電網線路設備數據包括線路數據和設備數據；線路數據包括線路編號、線路起止點坐標、線路類型、線路連接信息、線路電壓等級、線路長度、線路阻抗參數以及線路負荷數據；
6、設備數據包括設備編號、設備類型、設備安裝位置坐標、設備額定容量或規格型號、設備電壓等級、設備連接線路信息以及設備狀態。
7、進一步地，所述將配電網線路設備數據進行預處理的方式包括：對配電網線路設備數據進行檢查，并將不同來源的數據統一到指定的數據格式中，將線路起止點坐標、設備安裝位置坐標的原始坐標數據轉換為統一的坐標系；
8、創建線路數據結構，線路數據結構包括線路編號、起止點坐標、線路類型以及線路電壓等級；創建設備數據結構，設備數據結構包括設備編號、類型、安裝位置坐標以及設備電壓等級；
9、定義關聯關系，遍歷線路數據結構，獲取每條線路的連接信息，根據連接信息，將線路的起點和終點與相應的設備關聯；遍歷設備數據結構，獲取每個設備的連接線路信息，根據連接線路信息，將設備與相應的線路關聯；并存儲為鄰接表或鄰接矩陣的數據結構，即得到圖構建初步數據包。
10、進一步地，所述轉換為統一的坐標系的方式包括：
11、定義轉換的中心經緯度(λ0，φ0)和標準緯線φ1，其中，λ0為中心經度；φ0為中心緯度；基于定義的中心經緯度(λ0，φ0)和標準緯線φ1，計算轉換輔助變量；轉換輔助變量包括緯度轉換定值n和經度轉換定值ρ0；
12、緯度轉換定值；
13、經度轉換定值；
14、基于轉換輔助變量對每個原始坐標數據(λ，φ)進行變換，其中λ為原始坐標數據的緯度，φ為原始坐標數據的經度；
15、進行變換的公式為：
16、；
17、；其中，為原始坐標數據變換后的平面直角坐標；將轉換后的平面直角坐標進行平移和縮放，即完成統一的坐標系的轉換。
18、進一步地，所述構建原始拓撲圖的方式包括：
19、創建空白畫布，設置空白畫布的大小和坐標系統，遍歷圖構建初步數據包中的線路數據結構，根據線路的起止點坐標在畫布上繪制線路；采用直線段或曲線方式繪制，同時根據線路類型使用不同的線型；遍歷圖構建初步數據包中的設備數據結構，根據設備的平面直角坐標在畫布上繪制設備節點；不同類型的設備使用不同的設備節點樣式；根據線路數據結構和設備數據結構中存儲的關聯關系，在畫布上繪制線路與設備之間的連接關系；使用線段或曲線連接線路端點和相連的設備節點；在畫布上為線路和設備添加標注信息；標注信息的位置根據線路走向和設備位置進行調整，即得到原始拓撲圖。
20、進一步地，所述進行規整排布處理的方式包括：
21、在畫布上劃分出規則的格子網格，格子網格中的每個格子為正方形；自適應設定格子的邊長g；
22、；其中，為線路長度平均值，、、和為調節系數，為線路長度標準差，a為配電網覆蓋面積，p為配電網周長， 為支路數量，為主干線路數量；
23、從原始拓撲圖中獲取所有線路的起止點坐標，將每條線路按照起止點坐標拆分成若干個小線段，得到所有線路的小線段集合；遍歷小線段集合中的所有小線段，對于每個小線段，判斷其與格子邊界的位置關系，若小線段完全在格子邊界上，則判定對應的小線段為無需規整線段；若小線段與格子邊界相交或小線段完全在格子內部，則判定對應的小線段為需要規整線段；
24、對于每個需要規整線段，確定其起點和終點，基于起點和終點，枚舉所有可能的格子邊界路徑；并確定其中一個格子邊界路徑作為對應需要規整線段的初步規整路徑；并對初步規整路徑進行平滑處理，得到需要規整線段對應的規整路徑；將需要規整線段的規整路徑和無需規整線段按照拆分的順序的連接起來，并在轉折處進行平滑處理，到規整后完整線路；
25、遍歷原始拓撲圖中的每個設備節點，對于每個設備節點，根據其與線路的連接關系，確定該設備可放置的格子區域；獲取與該設備相連的所有線路，記作相連線路；對每條相連線路，找到其與格子邊界的交點，將這些交點所在的格子記錄下來，得到一個格子集合；
26、對于設備可放置的格子區域內的每個格子j，計算其設備能量值；
27、；其中，d是格子j到最近的線路的距離，o是格子j到最近的線路的夾角，w1和w2是影響權重，a2、b2和c1為函數參數；
28、找到設備能量值最小的格子作為對應設備節點的放置位置，將設備節點放置在對應格子的中心位置；遍歷規整后完整線路，對于每條規整后完整線路的起點和終點，若起點或終點未與任何設備重合，則將其調整至最近的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，包括：步驟1、獲取配電網線路設備數據，將配電網線路設備數據進行預處理，得到圖構建初步數據包；
2.根據權利要求1所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述配電網線路設備數據包括線路數據和設備數據；線路數據包括線路編號、線路起止點坐標、線路類型、線路連接信息、線路電壓等級、線路長度、線路阻抗參數以及線路負荷數據；
3.根據權利要求2所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述將配電網線路設備數據進行預處理的方式包括：對配電網線路設備數據進行檢查，并將不同來源的數據統一到指定的數據格式中，將線路起止點坐標、設備安裝位置坐標的原始坐標數據轉換為統一的坐標系；
4.根據權利要求3所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述轉換為統一的坐標系的方式包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述構建原始拓撲圖的方式包括：
6.根據權利要求5所述的一種基
7.根據權利要求6所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述確定其中一個格子邊界路徑作為對應需要規整線段的初步規整路徑的方式包括：
8.根據權利要求7所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述進行交叉規整處理的方式包括：
9.根據權利要求8所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述確定主干線路在該種子點處線路的走向的方式包括：
10.根據權利要求9所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述對規整后拓撲圖進行顏色渲染的方式包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，包括：步驟1、獲取配電網線路設備數據，將配電網線路設備數據進行預處理，得到圖構建初步數據包；
2.根據權利要求1所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述配電網線路設備數據包括線路數據和設備數據；線路數據包括線路編號、線路起止點坐標、線路類型、線路連接信息、線路電壓等級、線路長度、線路阻抗參數以及線路負荷數據；
3.根據權利要求2所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述將配電網線路設備數據進行預處理的方式包括：對配電網線路設備數據進行檢查，并將不同來源的數據統一到指定的數據格式中，將線路起止點坐標、設備安裝位置坐標的原始坐標數據轉換為統一的坐標系；
4.根據權利要求3所述的一種基于線路交跨規整的配網中壓拓撲圖生成方法，其特征在于，所述轉換為統一的坐標系的方式包括：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：侯健生，季克勤，王鵬，吳峰，陳向陽，姚越，陳錦榮，王贏聰，邱璐，蔡建軍，
申請(專利權)人：國網浙江省電力有限公司金華供電公司，
類型：發明
國別省市：
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