电力系统继电保护整定系统图形平台的研究与实现

摘 要：针对电力系统图形建模过程中人工操作量大、交互困难的现状，研究实现了用于电力系统继电保护整定系统的具有自动建模功能的图形平台。该平台操作简单，可以自动建立拓扑模型，并直接用于继电保护整定计算，大大减少了人工建模工作量，实用性较强。

关键词：电力系统 继电保护 电气接线图 拓扑分析

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（c）-0135-01

电力系统图形可视化就是将电力系统的拓扑结构、运行状态等信息以图形或图像的方式显示，以利于运行人员及时准确地了解电网的运行状态。目前关于图形平台的研究有很多[1～4]。但是，这些研究大多数在研究独立的图形平台，与电力系统应用软件，尤其是继电保护整定计算方面的软件，直接相兼容的较少。因此，本文针对电力系统中继电保护整定计算中人工制图建模工作量较大，且可视化程度较低，不直观的问题，研究实现了具有图形绘制功能的电力系统继电保护整定系统图形平台。

1 图形平台的结构和功能设计

1.1 图形平台的结构设计

图形平台是继电保护整定计算系统的输入端口，主要用来形成电气接线图及计算模型。它由图形平台和数据库管理两大部分组成。图形平台用于搭建人机接口，形成电气接线图并自动拓扑建立计算模型。数据库管理由图形层和拓扑层两部分构成，图形层集中了电气接线图的图元参数信息，拓扑层则包含拓扑分析后形成的网络拓扑结构信息，它是建立计算模型的基础。

1.2 图形平台的功能设计

（1）常用电气设备图元的绘制功能，包括外部系统、发电机、电动机、断路器、双绕组变压器、三绕组变压器、电抗器、电容器、接地线、母线、电缆、连接线。

（2）图形编辑工具，包括：选择、旋转、放大、缩小、复制、粘贴、剪切、删除、移动屏幕、撤消、恢复，实现一个或多个图元的编辑。

（3）自动对焦：实现两个及两个以上图元的相连端点自动吸附在一起，无需人工精确定位图元。

（4）自动检查连接性：根据原始拓扑关系辨识电气孤岛。

（5）自动拓扑分析：图形绘制完毕后自动建立图纸拓扑信息形成拓扑数据表。

（6）设置设备属性：通过点击图元可以直接设置设备属性，实现图形与数据的一一对应。

（7）大小运行方式的设置、保存与调用：根据继电保护整定计算的需求，可以设置大小运行方式。

2 图形平台的实现方法

采用VC++编程实现此发电厂继电保护整定系统的图形平台。各主要功能的实现方法如下。

（1）建立电气设备图元。利用VC++中类的封装性和继承性，自定义基类封装所有设备元件的共同属性。如：设备名称、大小、颜色、方向、电压等级、坐标等及对图元或图块编辑的功能函数如：选中、拖动、复制、粘贴、剪切、删除、旋转、缩放、撤消、返所有特性并具有自己的特殊属性。回，其它设备元件类由基类派生而来，继承基类的

（2）利用矢量坐标法实现自动对焦功能。即通过判定两个相邻设备端点的矢量坐标距离在给定的范围内时，自动将两个设备的端点吸附在一起。

（3）为了确保所绘图纸中不存在电气孤岛，基于设备连接规则和原始拓扑关系自动检查连接性。

（4）按照规定的命名规则自动生成设备端点名，然后将端点名相同的设备判定为相连设备，从而实现对图形的自动拓扑建模，并将模型存入数据库，供整定计算使用。

（5）利用VC++中画刷的属性设置及异或运算实现断路器开合状态转变，从而可以表征大小运行方式，并自动保存图纸信息。

3 结论

本文针对电力系统继电保护整定计算图形建模过程中人工操作量大、信息交互困难的现状，设计实现了功能完整、智能性高的图形平台。它包含丰富的电气设备图元符号，具有自动对焦、自动检查连接性、自动拓扑建模等智能化功能，对增强电力系统应用软件的可视化具有很好的实用价值。

参考文献

[1] 罗建新.电网图库一体化平台研究与实现[D].武汉理工大学，2005.LuoJianxin，“Database for Power Network’s Graphic Platform”[D]，Wuhan University of Technology，2005.

[2] 刘娆，朱全胜，李卫东.新一代电力系统运行状态显示平台构想[J].电力系统自动化，2008（5）：72-75.LiuRao，ZhuQuansheng，LiWeidong. “Conception of a New Power System Operating Status Display Platform”[J].Automation of Electric Power Systems， 2008（5）：72-75.

[3] 曹发文.电力系统可视化图形平台及其相关问题研究[D].华中科技大学，2005.CaoFawen.“Study on the Common Graphic Platform for Power System”[D].Huazhong University of Science and Technology，April，2005.

[4] 祝滨，仇晋.基于矢量坐标搜索法的地区电网网络拓扑方法的研究[J].电力自动化设备，2003（2）：66-68.ZhuBin，QiuJin.“Research of a network topology method based on vector coordinates”[J].Electric Power Automation Equipment，2003（2）：66-68.