本发明提供一种电网拓扑图自动绘制方法及系统，可以根据设备库中的设备记录，生成拓扑关系，进而根据拓扑关系，生成电网拓扑图，大大减少了工作量，并且能够方便的对拓扑图进行更新。
1.一种电网拓扑图自动绘制方法，其特征在于，包括：
S101、建立设备库，所述设备库中具有各电网终端设备对应的设备记录，所述设备记录包括终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息；
S102、根据所述设备库中的设备记录，生成拓扑关系；
S104、接收电网终端设备发送的终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息，并通过上述信息对设备库中的设备记录进行更新；
S201、在没有相应的电力分站与该终端设备建立通信时，以预设频率向当前局域网络发送注册请求，所述请求中包括终端设备位置信息；
S202、接收该终端设备所属电力分站端发送的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息；
S203、将终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息发送给监控端；
S301、响应于注册请求，将分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息发送给相应的电网终端设备；
其中，所述终端设备位置信息包括终端设备的通信地址、IP地址以及MAC地址，所述分站位置信息包括电力分站的IP地址，所述电网节点拓扑信息包括上级节点数量以及名称和下级节点数量以及名称。
2.根据权利要求1所述的一种电网拓扑图自动绘制方法，其特征在于，所述对设备库中的设备记录进行更新，进一步包括：根据终端设备位置信息，判断所述设备库中是否具有相应的设备记录， 若是，则执行旧设备迁移步骤，若否，则执行新设备添加步骤；
旧设备迁移：首先将旧设备从关联的上下级设备的设备记录中删除，然后对旧设备的设备记录进行初始化，最后通过接收的终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息对旧设备的设备记录进行更新，并对该设备记录进行标注；
新设备添加：通过接收的终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息生成新的设备记录，并对该设备记录进行标注。
3.根据权利要求2所述的一种电网拓扑图自动绘制方法，其特征在于，所述监控端所执行步骤还包括根据标注的设备记录对所述拓扑关系进行更新：根据标注的设备记录，遍历相应的上级设备，为每一个上级设备增加一个下级节点，同时，遍历相应的下级设备，为每一个下级设备增加一个上级节点；
根据每个节点所属电力分站的分站位置信息，计算节点之间的距离：所属同一个电力分站的节点之间的距离为0，所属不同电力分站的节点之间的距离采用水平间距法计算，计算公式为：Abs(Z0‑Z1)+COEF*SQRT((X0‑X1)*(X0‑X1)+(Y0‑Y1)*(Y0‑Y1))，其中X0、Y0、 Z0为一个电力分站的三维坐标，X1、Y1、Z1为另一个电力分站的三维坐标， COEF为间接系数，取值为1.0‑1.6；
4.根据权利要求3所述的一种电网拓扑图自动绘制方法，其特征在于，所述步骤S103进一步包括响应于用户输入的电网拓扑图打开指令，根据所述拓扑关系，生成电网拓扑图，具体包括：读取所述拓扑关系，确定初始进线节点，从初始进线节点开始，自上而下逐级绘制；
对于非0距离的上下级节点，按照距离大小绘制相应比例长度的线条；
对于有多个下级节点的节点，在其下方绘制母线，母线的长度由其下级节点的数量确定；
对于有多个上级节点的节点，考虑其中一个上级节点为母联节点的情况，将母联节点的所有下级节点分组绘制在两段母线下，母线的长度由其下级节点的数量确定；
5.一种电网拓扑图自动绘制系统，其特征在于，包括监控端、电网终端设备以及电力分站端，所述监控端、电网终端设备以及电力分站端被配置为执行根据权利要求1‑4任一项所述的一种电网拓扑图自动绘制方法。
电网拓扑图自动绘制方法及系统
技术领域
[0001] 本发明属于电网监控技术领域，尤其涉及一种电网拓扑图自动绘制方法及系统。
背景技术
[0002] 对电网来说，如煤矿电网，面临着采煤工作面的迁移，供电系统末端的供电网结构也在不断变化之中，几乎是每个月变化数次，相应地电网监控中的电网拓扑图也需要随之进行更改，否则，就会影响一些统计分析结果。
[0003] 目前，在电网监控系统中，电网拓扑图都是用电网组态工具手工绘制，工作量比较大,要想进行拓扑图更新，还要在组态制图环境下进行手工删减添加等，耗时耗力，导致监控系统中的拓扑图与实际不符。
发明内容
[0004] 基于此，针对上述技术问题，提供一种工作量小、便于更新的电网拓扑图自动绘制方法及系统。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一方面，提供一种电网拓扑图自动绘制方法，其特征在于，包括监控端步骤：
[0007] S101、建立设备库，所述设备库中具有各电网终端设备对应的设备记录，所述设备记录包括终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息；
[0008] S102、根据所述设备库中的设备记录，生成拓扑关系；
[0009] S103、根据所述拓扑关系，生成电网拓扑图。
[0010] 另一方面，提供一种电网拓扑图自动绘制系统，其特征在于，包括监控端，所述监控端被配置为执行上述一种电网拓扑图自动绘制方法的监控端步骤。
[0011] 本发明提供一种电网拓扑图自动绘制方案，可以根据设备库中的设备记录，生成拓扑关系，进而根据拓扑关系，生成电网拓扑图，大大减少了工作量，并且能够方便的对拓扑图进行更新。
附图说明
[0012] 下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：
[0013] 图1为本发明的监控端步骤的流程图；
[0014] 图2为本发明的电网终端设备步骤的流程图；
[0015] 图3为本发明的原理图；
[0016] 图4为本发明的一种电网拓扑图自动绘制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0017] 如图1所示，本说明书实施例提供一种电网拓扑图自动绘制方法，包括监控端步骤：
[0018] S101、建立设备库，设备库中具有各电网终端设备对应的设备记录，设备记录包括终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息。
[0019] 在本实施例中，可以接收电网终端设备发送的终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息，并通过上述信息对设备库中的设备记录进行更新，这样的方式实时性和效率较高。
[0020] 当然，也可以事先收集好各终端设备位置信息、终端设备所属电力分站的分站位置信息以及分站的电网节点拓扑信息，再输入设备库中，从而对设备记录进行更新。
[0021] 更新过程如下：
[0022] 1、根据终端设备位置信息，判断设备库中是否具有相应的设备记录，若是，则执行旧设备迁移步骤，若否，则执行新设备添加步骤。
[0023] 2、旧设备迁移：首先将旧设备从关联的上下级设备的设备记录中删除，然后对旧设备的设备记录进行初始化，最后通过接收的终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息对旧设备的设备记录进行更新，并对该设备记录进行标注。
[0024] 当然，为安全性起见，在更新前可以先对设备库进行自动备份，用于特别情况下的参考或者恢复。
[0025] 3、新设备添加：通过接收的终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息生成新的设备记录，并对该设备记录进行标注。
[0026] S102、根据设备库中的设备记录，生成拓扑关系。
[0027] 在本实施例中，可以根据标注的设备记录对拓扑关系进行更新：
[0028] 1、根据标注的设备记录，遍历相应的上级设备，为每一个设备增加一个下级节点，同时，遍历相应的下级设备，为每一个下级设备增加一个上级节点。
[0029] 2、根据每个节点所属电力分站的分站位置信息，计算节点之间的距离：所属同一个电力分站的节点之间的距离为0，所属不同电力分站的节点之间的距离采用水平间距法计算，公式为：Abs(Z0‑Z1)+COEF*SQRT((X0‑X1)*(X0‑X1)+(Y0‑Y1)*(Y0‑Y1))，其中X0、Y0、Z0为一个电力分站的三维坐标，X1、Y1、Z1为另一个电力分站的三维坐标，COEF为间接系数，取值为1.0‑1.6。
[0030] 3、进行拓扑关系验证。可以重点检查两种情况，1、是否出现孤立节点，2、节点关系是否矛盾，例如，一个A节点设置了一个下级节点B，但是B节点没有将A节点设置为上级节点，或者相反。
[0031] S103、根据拓扑关系，生成电网拓扑图。
[0032] 具体地，在用户打开电网拓扑图时，响应于用户输入的电网拓扑图打开指令，根据拓扑关系，生成电网拓扑图：
[0033] 1、读取拓扑关系，确定初始进线节点，从初始进线节点开始，自上而下逐级绘制：
[0034] 对于0距离的上下级节点，绘制相等长度的短线条。
[0035] 对于非0距离的上下级节点，按照距离大小绘制相应比例长度的线条。
[0036] 在不同电压等级的上下级节点之间插入变压器。
[0037] 对于有多个下级的节点，在其下方绘制母线，母线的长度由其下级节点的数量确定。
[0038] 绘制中的一个例外是母联的绘制，由于母联节点有多个下级但是没有上级，所以，对于有多个上级的节点，考虑其中一个上级节点为母联节点的情况，将母联节点的所有下级节点分组绘制在两段母线下，母线的长度由其下级节点的数量确定。
[0039] 2、响应于用户输入的调整指令，对电网拓扑图进行调整。
[0040] 当在电网中安装了一个新的电网终端设备，或者将一个电网终端设备安装到一个新的地点后，工作人员会把电网终端设备接入局域网，并设置好相应的设备位置信息，电网终端设备会主动连接所属电力分站端，所属电力分站端则将自己的分站位置信息以及电网节点拓扑信息下发给电网终端设备,故本发明方法还具有电网终端设备步骤和电力分站端步骤。
[0041] 如图2所示，电网终端设备步骤包括：
[0042] S201、在没有相应的电力分站与之建立通信时，以预设频率(如每6秒一次)向当前局域网络发送注册请求，注册请求中包括终端设备位置信息。
[0043] S202、接收所属电力分站端发送的分站位置信息以及电网节点拓扑信息。
[0044] S203、将终端设备位置信息、该终端设备所属电力分站的分站位置信息以及该分站的电网节点拓扑信息发送给监控端。
[0045] 在本实施例中，电网终端设备与监控端的通讯数据通过电力分站端数据透传。
[0046] 电力分站端步骤包括：
[0047] 响应于注册请求，将分站位置信息以及电网节点拓扑信息发送给相应的电网终端设备。
[0048] 在本实施例中，电网是指煤矿电网，在煤矿电网中普遍使用高压开关或者低压开关，每台开关中均具有保护器，相应地，电网终端设备就是指上述开关，终端设备位置信息包括所在分站信息、开关中保护器的保护器地址(即通信地址，用于识别保护器，通信地址一般从1‑250，是保护器的唯一标识，在一个变电所，一个通信地址唯一标识一个设备)、I P地址以及MAC地址等等；分站位置信息包括分站名称、位置信息(如I P地址)、坐标信息等等，电网节点拓扑信息包括保护器节点名称、上级节点数量以及名称、下级节点数量以及名称等。
[0049] 基于同一发明构思，如图4所示，本说明书实施例还提供一种电网拓扑图自动绘制系统，包括监控端11，监控端11被配置为执行上述一种电网拓扑图自动绘制方法的监控端步骤。
[0050] 在本实施例中，本发明系统还包括电网终端设备12，电网终端设备12被配置为执行上述一种电网拓扑图自动绘制方法的电网终端设备步骤。
[0051] 在本实施例中，本发明系统还包括电力分站端13，电力分站端13被配置为执行上述一种电网拓扑图自动绘制方法的电力分站端步骤。
[0052] 其中，电网终端设备12与监控端11的通讯数据通过电力分站端13数据透传。
[0053] 可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0054] 如图3所示，下面以1采区1#变电所16#高压开关，迁移到1采区2#变电所为例，进行进一步说明。
[0055] 1)1采区1#变电所16#高压开关，需要迁移到1采区2#变电所，当开关安装工程结束后，根据1采区2#变电所设备情况，工作人员会将这台开关命名为1采区2#变电所23#高压开关，并将该开关的保护器地址、I P地址等根据1采区2#变电所设备情况修改，并连接保护器通讯线。
[0056] 2)1采区2#变电所23#高压开关由于保护器地址发生改变，没有相应的电力分站与之建立通信时，此时，保护器会以一个固定间隔(默认6秒)，向当前局域网络发送请求注册的UDP包信息，其中包含：自己的保护器地址、I P地址、自己的MAC地址等位置信息，1采区2#变电所电力分站在收到请求注册后，响应请求，并把自己的位置信息和电网节点拓扑信息下发给保护器，之后保护器与接入点的电力分站正常通信连接建立，保护器不再发送请求注册帧。
[0057] 3)保护器收到1采区2#变电所电力分站报文后保存接收到的位置信息和电网节点拓扑信息。
[0058] 4)1采区2#变电所23#高压开关保护器主动把自己的位置信息、所属分站的位置信息和电网节点拓扑信息一并传输到地面监控端；当然，在地面监控端希望重建拓扑时，也可以向各保护器请求上述信息。
[0059] 5)地面监控端得到1采区2#变电所23#高压开关保护器传来的信息后，先对设备库进行备份，之后，查找现有设备库，发现相应的保护器已经存在，判定为该设备发生迁移，接下来则按照旧设备迁移步骤对设备库进行更新，经过更新，该保护器已经不在1采区1#变电所，而是到了1采区2#变电所。
[0060] 6)设备库更新后，开始重新构建拓扑关系，首先搜索设备库，查找有变更标志的设备记录，即1采区2#变电所23#高压开关的记录，根据该记录对拓扑关系进行更新。
[0061] 7)在打开电网拓扑图时，电网监控端按照新的拓扑关系绘制新的拓扑图。
[0062] 绘制完成后，允许用户进行调整，包括开关位置的调整、联络线长度的调整完善等。
[0063] 但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
