基于SVG的電力系統的自動布圖研究

基于SVG的電力系統的自動布圖研究

　　【摘 要】可縮放矢量圖形（Scalable Vector Graphics， SVG）作為一種開放標準的文本式矢量圖形描述語言，是目前電力系統圖形領域通用的設計方案。本文從電力圖元的數據模型出發，進行SVG/CIM建模，分析其拓撲關系并導入規范文件測試，導出完整的SVG圖形文件，最終實現電力圖元的自動布圖，驗證其算法的正確性與通用性。

　　【關鍵詞】SVG；CIM；自動布圖算法

　　Automatic Layout of the Power System Based on SVG

　　【Abstract】Scalable Vector Graphics（SVG） as a kind of open standard text Vector graphic description language. It is a common design scheme of the power graphics system. Based on electric power of primitive data model， build SVG/CIM model， analysis of the relationship between the topology and imports formal file graphics on test system， exports the complete SVG graphics file， finally realizes the primitive power automatic layout， and verifies the validity and generality of this algorithm.

　　【Key words】SVG； CIM； Automatic layout algorithm

　　1 SVG概述

　　SVG是一種基于 XML 的文本式矢量圖形描述語言，符合IEC61970標準中對數據交互的要求，且SVG具有文件尺寸小、任意縮放、動畫、超強顯示和適合網絡傳輸等優點[1]。因此，采用SVG作為電力圖形的存儲格式，實現了圖形格式的統一，解決了電力格式的位圖圖像在數據Web發布的問題。

　　2 SVG/CIM模型

　　CIM是一個抽象模型，它描述了電力企業中的主要對象，定義了信息交換內容的語義。CIM使用統一建模語言UML，將CIM定義為一組包[2]。CIM中的每一個包包含一個或多個類圖，用圖形表示包中的所有類及類間的關系，然后根據類的屬性及與其它類的關系，用文字形式定義每個類。

　　電力系統中的圖形包含著具體的電氣含義，這些電氣屬性在CIM/XML文件中描述。所以，必須結合CIM/XML文件才能實現完整的圖形信息的交互。電力系統中的圖形界面由大量的圖元構成，每個圖元都有自己特定的功能，代表特定的含義，并具有高度封裝性。為了和CIM進行關聯，對于每一類對象都需要描述一個id，這樣就可以將CIM的對象和SVG的對象關聯起來[3]。

　　電力系統中涉及大量的電氣元件，CIM模型對其進行了規范化的描述[4]。SVG圖元按照CIM模型描述的電氣對象模型設計，SVG圖元類必須描述設備類的所有屬性。SVG/CIM模型，對象存在繼承、簡單關聯和聚集三種關系。

　　3 自動布圖

　　拓撲結構是潮流分析、狀態估計等高級應用的基礎[5]。根據連接節點關聯端點的數量分為：簡單節點和復合節點。簡單節點指所有的連接節點都只關聯2個端點。復合節點指存在一個連接節點關聯2個以上端點。

　　3.1 自動布圖算法

　　為了防止在布圖的過程中端點所對應分支上的圖形發生重疊，所以每個分支在布圖之前需要判斷該節點關聯端點的索引。布圖的前提是確定起點位置和母線的數量，具體如下：

　�、俨话�含母線時以連接節點為布圖的起點；

　�、诎�含母線時以母線為布圖的起點，分別遍歷關聯端點。面對簡單節點時任取其中一個連接節點為起點；面對復合節點：包含一個復合節點時，以該復合節點為起點；包含多個復合節點時，以關聯端點數量最多的復合節點為起點。如果該端點所對應的分支與第二條母線相連或者屬于接地分支，則向下布圖；否則均向上布圖。除了最后一條母線外，所有母線的遍歷規則都和第一條母線相同，最后一條母線除了和其它母線相連的分支外，均向下布圖。

　　3.2 自動布圖算法測試

　　圖1 電力圖形系統測試結果

　　圖形系統測試采用規范的CIM/XML文件：ABB公司的ABB_40.9b.xml。如圖1所示，導出標準的SVG文件。電力圖元來自CIM/XML文件中的設備模型，通過唯一的id實現與CIM/XML文件中設備模型對應，證明基于SVG的電力系統的自動布圖的正確性和通用性。

　　4 結論

　　將SVG技術應用與電力圖形系統，可供Web調用或第三方應用軟件使用，有利于不同開發商的EMS系統的信息交換。SVG/CIM建模為自動布圖的順利進行奠定了基礎，整個布圖算法從母線的數量出發，分別設計其電力圖元布局方式，實現了將源系統私有圖形格式轉換成標準的SVG圖形格式，從而驗證電力圖形系統的自動布圖。

　　【參考文獻】

　　[2]周博曦，孟昭勇，王志臣，等.基于CIM的變電站與配電饋線一次接線圖自動繪制算法[J].電力系統自動化，2012，36（11）：77-80.

　　[4]紀陵，蔣衍君，施廣德，等.基于SVG的電力系統圖形互操作研究[J].電力自動化設備，2011，31（7）：105-109.

　　[5]張自聰.基于CIM/SVG的省級電網均勻圖的自動生成[D].杭州：杭州電子科技大學，2009.

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