配电网绘图工具软件的设计与分析

摘要：配电网绘图工具软件作为线损理论计算软件的配电网数据库接口及图形平台,可有效地提高配电网基础数据录入和维护的效率。它是利用AutoCAD软件中开发而成的,通过线损理论计算软件数据库数据分析,菜单、工具栏、图元模块制作,以及配电网拓扑分析等三部分来自动生成配电网接线简图,其关键算法是对线路的重新拓扑和编号。该软件图形化录入和维护配电网数据,具有直观、使用方便等特点。下面就针对这个问题进行简要的论述，以供参考。

关键词：配电网 网络结构 结构优化 AutoCAD绘图软件

为提高线损理论计算软件获取、转换和处理配电网数据的效率，对AutoCAD绘图软件进行二次开发，使其作为线损理论计算软件的数据库接口和图形平台，应用于生产实践中。

一、线损理论计算软件数据库分析

1.1数据库信息

线损理论计算软件完成线损理论计算的三项工作，即原始数据录入、线损计算和上报结果。在配电线路基础数据表记录了配电线路的具体参数，包括线路的名称、型号、长度和编号，以及线路对应的变压器信息；配电变压器基础数据表中包含了配电变压器的具体参数，包括变压器的容量、型号、对应的配电线路编号。这些信息中我们最关心的是配电线路对应的变压器编号和配电变压器对应的配电线路编号。

1.2配电变压器和配电线路信息

通过图1可进一步分析配电线路对应的变压器信息和配电变压器对应的配电线路信息。所有的配电网接线图，不论其有多复杂，其基本结构都是一种树状结构，即从主变电站发出的配电线路呈树枝状展开，其间没有回路和双回线。在进行线损计算时，需要以数据库的形式记录图中树状结构的等效网络拓扑关系。

1.2.1配电线路

a) 每一个配电网简图中必然有一条包含最多支路的长线，例如图1中1―7―9―11是一条最长的线路，其任意两条线路之间的线路都可以称为分支线路。

b) 而在分支线路中，仍然可以找到一条包含最多线路的长线路，例如图1中分支线路2后一条最长的线路是2―5，线路3和线路4则是分支线路。

c) 长线（包括分支线路中的长线）中任意两条线路之间的分支线路的编号介于这两条线路的编号之间。首先对非长线的分支线路进行编号，一直到该分支线路没有下一级线路，然后再对长线路编号。如图1所示，当线路2的编号（编号为2）确定以后，对其下一级的线路进行编号，即先对线路3、线路4和线路5编号，然后对线路6编号。线路2和线路6的编号（2和6）介于线路1和线路7的编号（1和7）之间，线路3和线路4的编号（3和4）介于线路2和线路5的编号（2和5）之间，线路8的编号介于线路7和线路9的编号之间，线路10的编号介于线路9和线路11的编号之间。

1.2.2配电变压器

同样的原理适用于配电变压器的编号原则，首先对分支线路中的配电变压器进行编号，然后再对以后的长线路中的配电变压器编号。如图1所示，先对线路3、线路4和线路5所接变压器编号，编号分别为1，2和3，然后对线路6所接变压器编号，编号为4。

1.3基础数据库

根据以上原则，我们可以得到与配电网接线图具有等效网络拓扑结构的数据格式。至此，我们掌握了线损理论计算软件中配电网拓扑与数据库信息的对应关系。

二、配电网绘图工具软件的设计

2.1开发环境

在AutoCAD 软件中利用VBA进行二次开发,鉴于VBA在控制执行AutoCAD和Office方面有良好的功能，在涉及配电线路段编号等功能上可起到算法管理的作用。

2.2设计思路

软件的主要功能是根据线损理论计算软件数据库中的配电网数据格式自动生成配电网接线简图，允许对配电网接线简图作各种更改，然后按原数据格式将新图存入原相应的数据库。

2.3关键算法

配电网络拓扑的关键点在于对线路的重新拓扑，以及对线路的重新编号，且编号仍遵循前面得出的原则。这里仍然使用第1节给出的例子来说明主要编程思路。如图2所示，在线路7的末端又插入了一条新线路，且在该新线路的末端插入一台变压器，程序赋予这条新线路的编号为12，新变压器的编号为8。

2.3.1重编号前的信息处理

重编号前读取配电网接线简图中的最大线路数、最大变压器数，并读取每个图元的相关属性，包括线路的编号、线路的前接线路信息和变压器的前接线路信息，用相关的数组保存这些信息。重编号的主要思想是把线路按照树状网的机构对其分层，并建立一个数组来保存每条线路所在的层次。如图2所示，线路1为第1层，所有直接连接线路1的线路为第2层，第2层包括线路2、线路6和线路7，则第3层包括线路3～5、线路8～9和线路12，第4层包括线路10和线路11。

2.3.2线路重编号

线路重编号原则：

a) 从底层到高层的顺序依次对每一条线路及其连接线路进行重编号；

b) 先对分支线路编号，再对主线路编号。

编程主要采用递归的方法来实现。第1层中只有线路1一条线路，故它的新号码仍然为1；第2层中有线路2、线路6和线路7三条线路，首先判断出线路7为主线路，所以先对线路2和线路6重编号，故线路6的新号码可以为2，线路2的新号码为3；由于第3层中有连接线路2的线路3、线路4和线路5，且第4层中没有连接这三条线路的线路，故这三条线路的新号码分别为4，5和6；第2层线路中的线路7没有重新编号，该线路的新号码仍然为7，第三层中有分支线路8和12连接线路7，故这两条线路分别重编号为8和9；第三层中的主线路为线路9，新编号为10；第四层中的两条线路分别编号为11，12。线路编号完毕。

2.3.3变压器重编号

变压器重编号的原则：

a) 按照所连接线路的层次顺序依次编号；

b) 所连接线路为分支线路的变压器优先编号。

在线路重编号完成的基础上，对变压器进行重编号相对比较简单，按照新的线路编号，依次从线路最小编号到最大编号，如果末端接有变压器，则对变压器进行重编号。利用AutoCAD软件开发配电网数据库接口，大大提高了工作效率，减轻了技术人员的工作强度。这种方法实用、有效，是对配电网数据录入、维护的一种有益探索和尝试，值得推广，以改进和完善配电网的数据管理工作。