基于SVG的电力系统的自动布图研究
【摘 要】可缩放矢量图形（Scalable Vector Graphics， SVG）作为一种开放标准的文本式矢量图形描述语言，是目前电力系统图形领域通用的设计方案。本文从电力图元的数据模型出发，进行SVG/CIM建模，分析其拓扑关系并导入规范文件测试，导出完整的SVG图形文件，最终实现电力图元的自动布图，验证其算法的正确性与通用性。
【关键词】SVG；CIM；自动布图算法
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是一种基于 XML 的文本式矢量图形描述语言，符合IEC61970标准中对数据交互的要求，且SVG具有文件尺寸小、任意缩放、动画、超强显示和适合网络传输等优点[1]。因此，采用SVG作为电力图形的存储格式，实现了图形格式的统一，解决了电力格式的'位图图像在数据Web发布的问题。
2 SVG/CIM模型
CIM是一个抽象模型，它描述了电力企业中的主要对象，定义了信息交换内容的语义。CIM使用统一建模语言UML，将CIM定义为一组包[2]。CIM中的每一个包包含一个或多个类图，用图形表示包中的所有类及类间的关系，然后根据类的属性及与其它类的关系，用文字形式定义每个类。
电力系统中的图形包含着具体的电气含义，这些电气属性在CIM/XML文件中描述。所以，必须结合CIM/XML文件才能实现完整的图形信息的交互。电力系统中的图形界面由大量的图元构成，每个图元都有自己特定的功能，代表特定的含义，并具有高度封装性。为了和CIM进行关联，对于每一类对象都需要描述一个id，这样就可以将CIM的对象和SVG的对象关联起来[3]。
电力系统中涉及大量的电气元件，CIM模型对其进行了规范化的描述[4]。SVG图元按照CIM模型描述的电气对象模型设计，SVG图元类必须描述设备类的所有属性。SVG/CIM模型，对象存在继承、简单关联和聚集三种关系。
3 自动布图
拓扑结构是潮流分析、状态估计等高级应用的基础[5]。根据连接节点关联端点的数量分为：简单节点和复合节点。简单节点指所有的连接节点都只关联2个端点。复合节点指存在一个连接节点关联2个以上端点。
3.1 自动布图算法
为了防止在布图的过程中端点所对应分支上的图形发生重叠，所以每个分支在布图之前需要判断该节点关联端点的索引。布图的前提是确定起点位置和母线的数量，具体如下：
①不包含母线时以连接节点为布图的起点；
②包含母线时以母线为布图的起点，分别遍历关联端点。面对简单节点时任取其中一个连接节点为起点；面对复合节点：包含一个复合节点时，以该复合节点为起点；包含多个复合节点时，以关联端点数量最多的复合节点为起点。如果该端点所对应的分支与第二条母线相连或者属于接地分支，则向下布图；否则均向上布图。除了最后一条母线外，所有母线的遍历规则都和第一条母线相同，最后一条母线除了和其它母线相连的分支外，均向下布图。
3.2 自动布图算法测试
图1 电力图形系统测试结果
图形系统测试采用规范的CIM/XML文件：ABB公司的ABB_40.9b.xml。如图1所示，导出标准的SVG文件。电力图元来自CIM/XML文件中的设备模型，通过唯一的id实现与CIM/XML文件中设备模型对应，证明基于SVG的电力系统的自动布图的正确性和通用性。
4 结论
将SVG技术应用与电力图形系统，可供Web调用或第三方应用软件使用，有利于不同开发商的EMS系统的信息交换。SVG/CIM建模为自动布图的顺利进行奠定了基础，整个布图算法从母线的数量出发，分别设计其电力图元布局方式，实现了将源系统私有图形格式转换成标准的SVG图形格式，从而验证电力图形系统的自动布图。
【参考文献】
[2]周博曦，孟昭勇，王志臣，等.基于CIM的变电站与配电馈线一次接线图自动绘制算法[J].电力系统自动化，2012，36（11）：77-80.
[4]纪陵，蒋衍君，施广德，等.基于SVG的电力系统图形互操作研究[J].电力自动化设备，2011，31（7）：105-109.
[5]张自聪.基于CIM/SVG的省级电网均匀图的自动生成[D].杭州：杭州电子科技大学，2009.
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