基于变电站二次图纸可视化编辑及数字化配置的影响因子建模方法、系统、介质及电子设备与流程

本发明属于变电站二次设备安全，具体涉及基于变电站二次图纸可视化编辑及数字化配置的影响因子建模方法、系统、介质及电子设备。

背景技术：

1、可靠的二次设备工作安全措施是继电保护现场工作安全开展的基础，在现场工作中主要是通过退压板、断空开、打开端子排连片、拆解二次回路等措施实现待检修设备和运行设备安全隔离的一系列措施。具体措施与一次设备运行方式、工作内容、保护装置类型等有关，目前采用的是由检修人员通过查阅图纸、现场勘查、手动填写工作票等方式实现，耗时耗力，且标准化程度低。而随着河南电网的发展，各单位所运维变电站数量快速增长，现场工作面临着工作量大、人员少、数字化程度低、安全风险高的问题。维护变电站数量方面，自2013年起，220千伏及以上电压等级的变电站数量接近翻倍，相应的保护定检、消缺工作大幅增加；保护装置方面，非六统一、六统一、九统一等不同时期产品同时在运，智能站、常规站同时在运，新一代变电站即将投运；不同装置之间的二次回路、定值参数、压板设置迥异，现场运维安全压力大；工作方式方面，仍沿用传统的工作模式，由人工查阅图纸，勘查现场，编写二次安全措施票，由监护人核查编写是否正确，执行恢复是否到位，数字化、标准化程度低，工作量大，现场安全管控受工作人员水平制约。这均给继电保护现场工作安全管控带来了巨大挑战。近年来，国网公司已发生多次因安全措施管控不合理导致的保护误动作案例。因此研究基于人工智能的二次设备安全措施可视化技术提升现场安全管控的数字化、标准化水平，迫在眉睫。

2、autocad activex技术是autocad二次开发中一种比较成熟、方便且实用的技术，在实际开发中得到了广泛的应用。根据客户的特殊用途进行软件的客户化定制和二次开发，往往能够大大提高企业的生产效率和技术水平。编写各种用户自定义函数并形成若干lisp、arx、vlx或ads文件，以及一些dcl文件。建立符合自己要求的菜单文件，一般可在autocad原菜单文件内添加自己的内容。通过系统对话框设置某些路径。这些操作在程序开发成功后向其它autocad系统上安装应用，特别是需要大批安装时，需要进行很多文件检索、内容增删、子目录创建、文件拷贝、系统设置等繁琐工作，如能令上述工作全部自动进行，使整个二次开发程序在无人干预的情况下嵌入系统，将大大提高工作效率。

3、图形识别技术是以图形的主要特征为基础的。每个图形都有它的特征，如字母a有个尖，p有个圈、而y的中心有个锐角等。对图形识别时眼动的研究表明，视线总是集中在图像的主要特征上，也就是集中在图形轮廓曲度最大或轮廓方向突然改变的地方，这些地方的信息量最大。而且眼睛的扫描路线也总是依次从一个特征转到另一个特征上。由此可见，在图形识别过程中，知觉机制必须排除输入的多余信息,抽出关键的信息。

4、随着国网公司数字化工作不断推进，将电力系统的各类信息建模数字化已经成为变电站发展的趋势。尽管目前国内有一些厂家已经提出了物理光纤回路建模，但是该建模方法和理念仅仅是针对智能变电站中光纤回路，没有将建模的理念的范围扩展到变电站的整个二次回路，存在着建模信息不完全，建模内容不完整等问题，使得该模型的应用也受限于光纤回路。而且变电站中二次回路都是二次电气回路，所以物理光纤回路建模并不适用于变电站的二次电气回路及相关设备。在变电站中二次电气回路的可视化展示以及二次安全措施管控等高级应用受限于cad二次电气回路图纸，使得二次电气回路的查阅、二次电气回路的图档管理极为不方便。

5、因此，目前已经形成了比较科学和完善的二次安措管控体系，但对一二次设备状态融合的二次安全措施自动生成技术，尤其是与二次回路图结合的可视化安措系统的研究仍然比较少。当前变电站也缺乏变电站二次电气回路及设备的建模手段，二次安全措施管控可视化工具，使得变电站二次电气回路信息在安措操作过程中不可视，很多地方仍需人工绘制安措图，不仅效率较低，而且容易出错，这是不利于变电站的智能运行，也不符合当前变电站的发展理念。

6、在数字化建模发展过程中，主要是对智能站虚回路以及物理光纤回路进行建模，难以普适于所有类型变电站。继而在二次安全措施过程中缺乏数字化建模，难以现象化二次安全措施所涉及的影响因子。

7、在图像识别算法发展过程中，在电网领域主要是对一次线路、二次压板、二次空开进行识别。研究人员利用无人直升机搭载高清相机和红外热成像仪对线路进行了巡线实验。在巡线拍摄的可见光图像上，杆塔和导线上的物理缺陷都能被鉴别出来；红外图像上，热缺陷导致的发热点也比较明显。但是这些识别内容以及识别载体对二次安全措施过程管控的影响非常有限。

8、在数字化建模方面，尽管目前国内有一些厂家已经提出了物理光纤回路建模，但是该建模方法和理念仅仅是针对智能变电站中光纤回路，没有将建模的理念的范围扩展到变电站的整个二次安全措施过程管控，存在着建模信息不完全，建模内容不完整等问题，使得该模型的应用也受限于光纤回路。而且变电站中二次安全措施过程管控都是二次电气回路，所以物理光纤回路建模并不适用于变电站的二次电气回路。在变电站中二次安全措施过程管控的可视化展示受限于数字化建模，使得二次安全措施过程管控的查阅极为不方便。因此，当前变电站缺乏变电站二次安全措施影响因子的建模手段，二次安全措施过程管控可视化工具，使得变电站二次安全措施过程管控信息在运行过程中不可视，在二次安全措施过程管控过程中没有有效指导技术，这是不利于变电站的智能运行，也不符合当前变电站的发展理念。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供基于变电站二次图纸可视化编辑及数字化配置的影响因子建模方法、系统、介质及电子设备，该方法、系统解决了变电站中现存的cad图纸转换二次回路模型的问题。

2、本发明的技术方案是：

3、基于变电站二次图纸可视化编辑及数字化配置的影响因子建模方法，包括如下步骤：建立影响因子识别图元库，制定识别影响因子类型，并根据识别影响因子类型建立各影响因子的标准图元；

4、将存量的cad图纸导入到集成配置工具中，集成配置工具自动识别cad图纸的类型、标识及图戳，根据图戳编号在图册目录中查找对应图纸编号，确定cad图纸所属的屏柜、装置信息；

5、将识别的cad图纸缩放至与识别区域框相适配，识取cad图纸中的各类影响因子，根据影响因子识别图元库中各影响因子的形状和特点进行识别区域框图形匹配，与影响因子识别图元库中图元一致的图纸识别为影响因子；

6、根据识别影响因子的位置遍历影响因子附近的文字内容，以及图纸所属的屏柜或装置信息，识别影响因子图纸获取影响因子的属性信息；

7、拾取cad图纸中的各种连接线，通过连接线首尾两端坐标位置获取连接线连接的影响因子连接点；

8、拾取cad图纸中的文本框位置坐标与文字，与连接线的位置坐标进行匹配，从而获取文本框与连接线的对应关系，将文本框中的文字赋值到连接线的功能说明属性中，完善连接线功能识别；

9、重复完成所有cad图纸的识别过程，根据图纸的连接关系，将各影响因子连接信息进行信息整合形成电气二次回路，并针对电气二次回路连接关系进行回路校验；

10、根据实际需求输出标准格式下的描述变电站电气二次回路连接关系文件或xml文件。

11、具体的，所述的影响因子的属性信息包括影响因子所属的二次装置、二次屏柜、影响因子名称及影响因子的类型。

12、具体的，所述cad图纸的类型包括：图纸目录、二次原理图、屏柜正/背面图、装置背板图、元件接线图、光缆连接图或光缆连接表、端子排图。

13、具体的，所述的识别影响因子其类型包括：线圈、接点、开关、空开、绕组、装置、电源、屏柜、端子箱、按钮、端子、触点端子、压板和指示灯。

14、用于基于变电站二次图纸可视化编辑及数字化配置的影响因子建模方法的系统，包括：图纸目录识别模块、识别图元库模块、识别影响因子库定义模块、自动识别图元模块、手动识别图元模块及信息整合数据库模块；所述的图纸目录识别模块用于对导入的存量cad图纸进行识别；所述的识别图元库模块用于将识别的cad图纸缩放至与识别区域框相适配，识取cad图纸中的各类影响因子，所述的识别影响因子库定义模块用于根据影响因子识别图元库中各影响因子的形状和特点进行识别区域框图形匹配，与影响因子识别图元库中图元一致的图纸识别为影响因子；所述的自动识别图元模块用于获取拾取影响因子的属性信息，对识别影响因子的位置遍历影响因子附近的文字内容，以及图纸所属的屏柜或装置信息，识别影响因子图纸获取影响因子的属性信息；所述的手动识别图元模块用于对为拾取cad图纸中的各种连接线进行识别，对未识别的连接线关系进行手动识别；所述的信息整合数据库模块用于根据图纸的连接关系，将各影响因子连接信息进行信息整合形成电气二次回路，并针对电气二次回路连接关系进行回路校验。

15、一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述所述的方法。

16、一种电子设备，所述电子设备包括：

17、处理器；

18、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

19、所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述所述的方法。

20、本发明的有益效果是：采用基于cad图自动识别的变电站二次回路模型集成方法，将存量的cad图导入到集成配置工具中，集成配置工具自动识别cad图中各对象的类型和标识，自动完成变电站的数字化建模过程，只需较少的人工建模和人工干预即可完成全站的二次回路建模。