基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法

苏运光; 陈连杰; 高源; 司鹏; 黄昆; 许花

doi:10.7500/AEPS20230815001

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法

工程应用 | 更新时间：2025-06-16

- 基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法
- Automatic Generation Method for Power Flow Diagram of Transmission Network Based on Dynamic Balance Layout
- 电力系统自动化 2024年48卷第15期页码：169-175
- 作者机构：
  
  1.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),江苏省南京市 211106
  2.国电南瑞科技股份有限公司,江苏省南京市 211106
- 作者简介：
  
  苏运光(1976—)，男，通信作者，硕士，高级工程师，主要研究方向：计算机软件、电力系统自动化、电网潮流图自动生成等。E-mail：suyunguang@sgepri.sgcc.com.cn
  陈连杰(1982—)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向：计算机软件、电力系统自动化、电网潮流图自动生成等。E-mail：chenlianjie@sgepri.sgcc.com.cn
  高源(1994—)，男，硕士，助理工程师，主要研究方向：计算机软件、电力系统自动化、电网潮流图自动生成等。E-mail：gaoyuan9@sgepri.sgcc.com.cn
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司总部管理科技项目(5108202340042A-1-1-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20230815001
  中图分类号：
- 收稿：2023-08-15，
  
  修回：2024-02-04，
  
  网络出版：2024-06-14，
  
  纸质出版：2024-08-10
- 稿件说明：
移动端阅览
苏运光,陈连杰,高源等.基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法[J].电力系统自动化,2024,48(15):169-175.

SU Yunguang,CHEN Lianjie,GAO Yuan,et al.Automatic Generation Method for Power Flow Diagram of Transmission Network Based on Dynamic Balance Layout[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(15):169-175.
苏运光,陈连杰,高源等.基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法[J].电力系统自动化,2024,48(15):169-175. DOI： 10.7500/AEPS20230815001.

SU Yunguang,CHEN Lianjie,GAO Yuan,et al.Automatic Generation Method for Power Flow Diagram of Transmission Network Based on Dynamic Balance Layout[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(15):169-175. DOI： 10.7500/AEPS20230815001.

摘要

为解决输电网潮流图自动生成中厂站布局与线路布线问题，提出基于动态平衡布局的输电网潮流图自动生成方法。针对厂站布局，首先，在力导向算法的基础上引入基于图纸中心点的惩罚函数，以解决力导向算法布局不均匀的问题，提高布局的均布度；然后，利用厂站分布率参数控制算法平衡次数，引导厂站向图纸边界运动，解决布局自动适应给定图幅大小的问题；最后，通过位置映射变换将围绕图纸中心点的椭圆分布转换为矩形分布，解决引入惩罚函数布局均匀但不符合传统输电网潮流图绘制习惯的问题。针对线路布线提出以构建通道树为中心的布线方法，有效降低布线交点个数，提升布线效果。所提布局与布线算法在实际工程应用中取得了良好的效果，通过案例验证了输电网潮流图自动生成的正确性和有效性。

Abstract

In order to solve the problems of factory station layout and line routing in automatic generation of power flow diagrams of transmission networks

an automatic generation method for power flow diagram of transmission network based on dynamic balance layout is proposed. For factory station layout

first

a penalty function based on the center point of the drawing is introduced on the basis of force-directed algorithm to solve the problem of uneven layout in the force-directed algorithm and improve the uniformity of the layout. Then

the distribution rate parameters of the factory stations are used to control the times of the algorithm balance

guiding the factory stations to move towards the boundary of the drawing

and solving the problem of the layout automatically adapting to the given drawing size. Finally

the elliptical distribution around the center point of the drawing is transformed into a rectangular distribution through position mapping transformation

solving the problem of introducing the penalty function layout that is uniform but does not conform to the traditional habit of drawing power flow diagrams of transmission networks. A routing method centered on constructing a channel tree is proposed for line routing

effectively reducing the number of routing intersections and improving the routing effect. The proposed layout and routing algorithm achieves good results in practical engineering applications

and case studies validate the correctness and effectiveness of the automatic generation method for power flow diagrams of transmission networks.

关键词

Keywords

references

HIGHTOWER D W . A solution to line-routing problems on the continuous plane ［C］// 6th Annual Conference on Design Automation ， January 1 ， 1969， New York ， USA ： 1 - 24 .

LEE C Y . An algorithm for path connections and its applications ［J］. IRE Transactions on Electronic Computers ， 1961 ， 10 （ 3 ）： 346 - 365 .

FRUCHTERMAN T M J ， REINGOLD E M . Graph drawing by force-directed placement ［J］. Software-Practice & Experience ， 1991 ， 21 （ 11 ）： 1129 - 1164 .

金聪 . 人工智能教程［M］. 北京：清华大学出版社， 2007 .

Jin Cong . Artificial intelligence tutorial ［M］. Beijing ： Tsinghua University Press ， 2007 .

SHI Y ， EBERHART R C . A modified particle swarm optimize ［C］// Proceedings of IEEE International Conference on Evolutionary Computation ， May 4-9 ， 1998 ， Anchorage， USA ： 69 - 73 .

宋适宇，何光宇，徐彭亮，等 . 输电网单线图的自动生成算法［J］. 电力系统自动化， 2007 ， 31 （ 24 ）： 12 - 15 .

SONG Shiyu ， HE Guangyu ， XU Pengliang ， et al . Automatic generation of single-line diagrams for transmission networks ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2007 ， 31 （ 24 ）： 12 - 15 .

徐彭亮，何光宇，梅生伟，等 . 基于地理信息的输电网单线图自动生成新算法［J］. 电网技术， 2008 ， 32 （ 21 ）： 9 - 12 .

XU Pengliang ， HE Guangyu ， MEI Shengwei ， et al . Application of geographic information in automatic generation of single-line diagrams for power transmission networks ［J］. Power System Technology ， 2008 ， 32 （ 21 ）： 9 - 12 .

章坚民，王云，谷炜，等 . 调度大屏输电网潮流图自动生成：（一）自动布局［J］. 电力系统自动化， 2009 ， 33 （ 24 ）： 43 - 48 .

ZHANG Jianmin ， WANG Yun ， GU Wei ， et al . Automatic generation of transmission network single-line power flow diagram for dispatching large screen display： Part one automatic layout ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2009 ， 33 （ 24 ）： 43 - 48 .

章坚民，叶琳，孙维真，等 . 基于地理相对位置的省级输电网均匀接线图自动生成［J］. 电力系统自动化， 2010 ， 34 （ 24 ）： 55 - 59 .

ZHANG Jianmin ， YE Lin ， SUN Weizhen ， et al . Automatic generation of the uniformly-distributed provincial transmission power grid diagram based on relative geographical location information ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2010 ， 34 （ 24 ）： 55 - 59 .

沈伟，吴文传，张伯明，等 . 能量管理系统中电网潮流单线图自动生成算法［J］. 电力系统自动化， 2010 ， 34 （ 6 ）： 48 - 53 .

SHEN Wei ， WU Wenchuan ， ZHANG Boming ， et al . A power grid one-line diagram automatic generation method in the EMS ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2010 ， 34 （ 6 ）： 48 - 53 .

章坚民，叶义，陈立跃，等 . 基于新型力导算法的省级输电网均匀接线图自动布局［J］. 电力系统自动化， 2013 ， 37 （ 11 ）： 107 - 112 .

ZHANG Jianmin ， YE Yi ， CHEN Liyue ， et al . A novel force-direction algorithm and its application in automatic generation of uniformly-distributed provincial transmission power grid diagram ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2013 ， 37 （ 11 ）： 107 - 112 .

卢志刚，李学平 . 基于蚁群的在线理论线损分析用输电网单线图自动布局［J］. 电力系统自动化， 2011 ， 35 （ 21 ）： 74 - 77 .

LU Zhigang ， LI Xueping . Automatic plating of single-line diagrams for power transmission network online theoretical line loss analysis based on ant colony algorithm ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2011 ， 35 （ 21 ）： 74 - 77 .

朱海峰，赵春晖 . 图像特征点分布均匀性的评价方法［J］. 大庆师范学院学报， 2010 ， 30 （ 3 ）： 9 - 12 ．

ZHU Haifeng ， ZHAO Chunhui . Evaluation method of image feature point distribution uniformity ［J］. Journal of Daqing Normal University ， 2010 ， 30 （ 3 ）： 9 - 12 .

章坚民，张自聪，郭峰，等 . 调度大屏输电网潮流图自动生成：（二）自动布线［J］. 电力系统自动化， 2010 ， 34 （ 1 ）： 36 - 40 .

ZHANG Jianmin ， ZHANG Zicong ， GUO Feng ， et al . Automatic generation of transmission network single-line power flow diagram for dispatching large screen display： Part two automatic routing ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2010 ， 34 （ 1 ）： 36 - 40 .

陈传波，胡谊东，何力，等 . 目标驱动的迷宫布线算法及优化［J］. 华中科技大学学报， 2004 ， 32 （ 1 ）： 49 - 51 .

CHEN Chuanbo ， HU Yidong ， HE Li ， et al . Target driven routing algorithm based on maze algorithm ［J］. Journal of Huazhong University of Science and Technology ， 2004 ， 32 （ 1 ）： 49 - 51 .

徐遐龄，田国辉，刘涛，等 . 基于神经网络的电网潮流图自动拓扑布线方法［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 6 ）： 102 - 108 .

XU Xialing ， TIAN Guohui ， LIU Tao ， et al . Automatic topology wiring method of power flow diagram based on neural network ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 6 ）： 102 - 108 .

刘佳，李丹，高立群，等 . 多目标无功优化的向量评价自适应粒子群算法［J］. 中国电机工程学报， 2008 ， 28 （ 31 ）： 22 - 28 .

LIU Jia ， LI Dan ， GAO Liqun ， et al . Vector evaluated adaptive particle swarm optimization algorithm for multi-objective reactive power optimization ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2008 ， 28 （ 31 ）： 22 - 28 .

于洋，查建中，唐晓君 . 基于学习的遗传算法及其在布局中的应用［J］. 计算机学报， 2001 ， 24 （ 12 ）： 1242 - 1249 .

YU Yang ， ZHA Jianzhong ， TANG Xiaojun . Learning based GA and application in packing ［J］. Chinese Journal of Computers ， 2001 ， 24 （ 12 ）： 1242 - 1249 .

陈矛，黄文奇 . 求解VLSI布局问题的启发式算法［J］. 计算机科学， 2006 ， 33 （ 3 ）： 197 - 199 .

CHEN Mao ， HUANG Wenqi . A heuristic algorithm for solving VLSI block placement problem ［J］. Computer Science ， 2006 ， 33 （ 3 ）： 197 - 199 .

盛志文，王镜毓，石东源 . 基于图自编码器的输电网单线图布局自适应生成方法［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 6 ）： 2133 - 2145 .

SHENG Zhiwen ， WANG Jingyu ， SHI Dongyuan . An adaptive generation method for transmission network one-line diagram layouts based on graph autoencoder ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 6 ）： 2133 - 2145 .

沈自虎，吴淑玮，葛艺晓，等 . 输电网接线图增量自动成图算法［J］. 计算机系统应用， 2020 ， 29 （ 5 ）： 128 - 135 .

SHEN Zihu ， WU Shuwei ， GE Yixiao ， et al . Automatic drawing algorithm for incremental transmission grid wiring diagram ［J］. Computer Systems & Applications ， 2020 ， 29 （ 5 ）： 128 - 135 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

含环状配电网的输配全局潮流分布式计算

分布式资源聚合可行和频率稳定约束下输配网协同灾前调度

电压与容量约束下柔性互联配电网安全裕度评估与优化提升