一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模方法及系统

技术领域

本发明涉及图形建模技术领域，并且更具体地，涉及一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模方法及系统。

背景技术

随着我国电网技术的发展，电网规模越来越大，电网结构日益复杂，电网运行所面临的风险不断增加。为保障电网安全稳定运行，需要使用电力系统仿真分析软件对电网进行各种仿真分析，确保电网在不同状况下的安全运行。在进行仿真分析过程中，为使仿真分析人员对电网结构有一个更好的认识，需使用图形绘制工具对电网中的各种设备进行图形化建模，以便仿真分析人员能够清晰、快速的掌握电网的结构及状态。

传统的图形建模工具在增加新的模型类型或者设备模型参数发生改变时，需要重新进行代码开发，增加了图形绘制工具的维护工作，提高了软件的使用成本。

发明内容

根据本发明，提供了一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模方法及系统，以解决传统的图形建模工具在增加新的模型类型或者设备模型参数发生改变时，需要重新进行代码开发，增加了图形绘制工具的维护工作，提高了软件的使用成本的技术问题。

根据本发明的第一个方面，提供了一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模方法，包括：

创建图符文件；

基于所述图符文件创建模型配置文件，配置模型相关信息，包括code、name、模型图符文件名及模型参数；

向模型配置文件中添加模型相关信息，完成模型添加。

可选地，创建图符文件，包括：

将基本图形通过组合、解散、对齐、置顶、置底及旋转，组合成用户需要的图符形状，并保存为.egf后辍图符文件。

可选地，向模型库的模型配置文件中添加模型相关信息，完成模型添加，包括:

向模型配置文件system.xml添加模型信息，在需要添加模型的分组group中添加模型相关信息，模型相关信息包括icon、name、filepath、type、code以及order，其中icon存储模型图标文件路径，name存储模型名称，filepath存储模型图符文件路径，type存储模型分类类型，code存储模型类型号，order存储模型顺序号。

可选地，基于所述图符文件创建模型配置文件，配置模型相关信息，包括：

模型配置文件存储模型相关信息，每个模型存储一个相应的模型配置文件，模型配置文件包括以下信息：

模型基础信息，存储模型code值，作为各个设备的主键来区分是什么模型，模型名称和模型图符尺寸信息；

图符信息draw，draw中存储模型绘制时所用图符文件路径，存在sfile元素中的openfile属性中；

热点信息nodes，nodes中存储模型的所有热点信息，每个热点存储一个node元素；

模型参数信息，模型参数信息包括输入参数input和输出参数out，输入参数分页page存储，每页可存储若干组group参数信息，每个参数param存储一行。

可选地，还包括:

从模型库拖动模型到图形绘制区域，读取图符文件内容在绘图区域绘制图形，根据模型配置文件热点信息自动绘制热点，具体包括：

从模型库工具栏选择需要绘制的模型并拖到绘图区域；

根据模型库配置文件获取模型图符文件和配置文件名称；

读取图符文件内容并进行图形绘制，并读取模型配置文件内容根据配置的热点信息自动生成热点。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模系统，包括：

创建图符文件模块，用于创建图符文件；

配置模型相关信息模块，用于基于所述图符文件创建模型配置文件，配置模型相关信息，包括code、name、模型图符文件名及模型参数；

完成模型添加模块，用于向模型配置文件中添加模型相关信息，完成模型添加。

可选地，创建图符文件模块，包括：

创建图符文件子模块，用于使用图符编辑器，将基本图形通过组合、解散、对齐、置顶、置底或旋转，组合成用户需要的图符形状，并保存为.egf后辍图符文件。

可选地，完成模型添加模块，包括：

完成模型添加子模块，用于向模型配置文件system.xml添加模型信息，在需要添加模型的分组group中添加模型相关信息，模型相关信息包括icon、name、filepath、type、code以及order，其中icon存储模型图标文件路径，name存储模型名称，filepath存储模型图符文件路径，type存储模型分类类型，code存储模型类型号，order存储模型顺序号。

可选地，配置模型相关信息模块，包括：

配置模型相关信息子模块，用于模型配置文件存储模型相关信息，每个模型存储一个相应的模型配置文件，模型配置文件包括以下信息：

模型基础信息，存储模型code值，作为各个设备的主键来区分是什么模型，模型名称和模型图符尺寸信息；

图符信息draw，draw中存储模型绘制时所用图符文件路径，存在sfile元素中的openfile属性中；

热点信息nodes，nodes中存储模型的所有热点信息，每个热点存储一个node元素；

模型参数信息，模型参数信息包括输入参数input和输出参数out，输入参数分页page存储，每页可存储若干组group参数信息，每个参数param存储一行。

可选地，还包括：

绘制图形模块，用于从模型库拖动模型到图形绘制区域，读取图符文件内容在绘图区域绘制图形，根据模型配置文件热点信息自动绘制图形，具体包括：

拖到绘图区域子模块，用于从模型库工具栏选择需要绘制的模型并拖到绘图区域；

获取配置文件子模块，用于根据模型库配置文件获取模型图符文件和配置文件名称；

生成热点子模块，用于读取图符文件内容并进行图形绘制，并读取模型配置文件内容根据配置的热点信息自动生成热点。

本发明提供一种基于配置文件的图形建模方法及图形库系统，通过图符编辑器创建或修改图符文件，并向模型配置文件system.xml添加模型信息，根据模型配置文件自动绘制图形。实现方便快捷添加或者修改模型，方便用户的使用，降低程序的维护成本，提高工作效率，支持用户添加自定义模型，从而实现在不进行代码修改的情况下，方便快捷添加模型或者修改模型，减少了程序维护工作量，提高了工作效率。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本实施方式所述的一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模方法的流程示意图；

图2为基于配置文件的电力系统交互式通用仿真平台图形建模图形库系统建模流程示意图；

图3为本实施方式所述图符编辑器模块结构示意图；

图4为本实施方式所述的Grahpics View结构示意图；

图5为本实施方式所述的图形绘制模块结构示意图；

图6为本实施方式所述的热点绘制流程示意图；

图7为本实施方式所述的模型库配置文件结构示意图；

图8为本实施方式所述的模型配置文件结构示意图；

图9为本实施方式所述的与门参数修改对话框结构示意图；

图10为本实施方式所述的一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模系统的示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

根据本发明的第一个方面，提供了一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模方法100，参考图1所示，该方法100包括：

S101:创建图符文件；

S102:基于所述图符文件创建模型配置文件，配置模型相关信息，包括code、name、模型图符文件名及模型参数；

S103:向模型配置文件中添加模型相关信息，完成模型添加。

具体地，使用图符编辑器，把SVG图片、图片或者矩形、线段、三角形、椭圆、扇形、弦、弧、拆线、曲线、多边形、文字等基本图形通过组合、解散、对齐、置顶、置底及旋转等操作，组合成用户需要的图符形状，并保存为.egf后辍图符文件。

创建模型配置文件，设置模型code、图符文件名称、热点、参数等信息。

模型库配置文件system.xml添加模型信息，在需要添加模型的分组(group)中添加在模型(element)信息。其中icon存储模型图标文件路径，name存储模型名称，filepath存储模型图符文件路径，type存储模型分类类型，code存储模型类型号，order存储模型顺序号。

从模型库拖动模型到图形绘制区域，读取图符文件内容然后在绘图区域绘制图形。

根据模型配置文件热点信息自动绘制热点。

修改模型的参数，设置成与实际设备相符的参数值。

从而，实现方便快捷添加或者修改模型，方便用户的使用，降低程序的维护成本，提高工作效率，支持用户添加自定义模型，可方便快捷添加模型或者修改模型，不用再进行代码开发，减少了程序维护工作量，提高了工作效率。

可选地，创建图符文件，包括：

将基本图形通过组合、解散、对齐、置顶、置底及旋转，组合成用户需要的图符形状，并保存为.egf后辍图符文件。

可选地，向模型库的模型配置文件中添加模型相关信息，完成模型添加，包括:

向模型配置文件system.xml添加模型信息，在需要添加模型的分组group中添加模型相关信息，模型相关信息包括icon、name、filepath、type、code以及order，其中icon存储模型图标文件路径，name存储模型名称，filepath存储模型图符文件路径，type存储模型分类类型，code存储模型类型号，order存储模型顺序号。

参考图2所示，模型库添加模型，包括以下步骤：

步骤一：使用图符编辑器创建图符文件(后辍为.egf的文件)；

步骤二：创建模型配置文件(后辍为.xml的文件)，配置模型code、name、图符文件名及参数等内容；

步骤三：向模型库配置文件system.xml文件中添加模型相关信息，完成模型添加。

下面，对每一步进行详细说明。

图符编辑器是一款图符文件编辑工具，图符编辑器可以把矩形、线段、三角形、椭圆、扇形、弦、弧、拆线、曲线、多边形、文字、SVG图片和图片等基本图形通过组合、解散、对齐、置顶、置底及旋转等操作，组合成需要的图符形状，并保存为.egf文件。图符编辑器还支持复制、粘贴、删除、剪切、全选、放大、缩小、标尺及字体设置等功能。图符编辑器结构如图3所示。

图符编辑器和图形绘制部分使用了基于Qt的Graphics View绘图架构，GraphicsView绘图架构是一种基于图形项(Graphicsltem)的模型/视图模式，使用Graphics View架构可以绘制复杂的有多个个基本图形元件的图形，并且每个图形元件是可选择、可拖放和修改的，类似于矢量绘图软件的绘图功能。Graphics View架构主要由3个部分组成，即场景(QGraphicsScen)、视图(QGraphicsView)和图形项(QGraphicsItem)，其构成的GraphicsView绘图系统结构如图4所示。

Graphicsltem由QPainter完成具体的绘制操作，QPainter类提供了大量高度优化的函数来完成GUI编程所需要的大部分绘制工作。它可以绘制一切想要的图形，从最简单的一条直线到其他任何复杂的图形，例如：点、线、矩形、弧形、饼状图、多边形、贝塞尔弧线等，此外，QPainter也支持一些高级特性，例如反走样(针对文字和图形边缘)、像素混合、渐变填充和矢量路径等，QPainter也支持线性变换，例如平移、旋转、缩放。

通过CCushion实现各种图形的绘制工作。CCushion是QGraphicsPolygonItem的子类，CCushion通过paint函数调用CGraphOprat中的DrawShape函数实现图形的绘制工作。CGraphOprat是图形绘制的基础类，在DrawShape函数中，通过QPainter实现各种不同类型图形的绘制和特性的设置。

CGraphGroup是一个对各种基本图形元件进行管理的类，通过CGraphGroup类，可以把多个基本图形元件组合成一个图形元件，实现多个基本图形元件的整体平移、旋转、缩放等操作。图符编辑器通过CGraphGroup实现图符绘制过程中对基本图形的组合操作。图形绘制部分通过CGraphGroup把多个基本图形作为一个图形元件进行展示和各种操作。图符编辑器和图形绘图结构如图3、图5所示。

可选地，基于所述图符文件创建模型配置文件，配置模型相关信息，包括：

模型配置文件存储模型相关信息，每个模型存储一个相应的模型配置文件，模型配置文件包括以下信息：

模型基础信息，存储模型code值，作为各个设备的主键来区分是什么模型，模型名称和模型图符尺寸信息；

图符信息draw，draw中存储模型绘制时所用图符文件路径，存在sfile元素中的openfile属性中；

热点信息nodes，nodes中存储模型的所有热点信息，每个热点存储一个node元素；

模型参数信息，模型参数信息包括输入参数input和输出参数out，输入参数分页page存储，每页可存储若干组group参数信息，每个参数param存储一行。

具体地，模型配置文件存储模型相关信息，每个模型存储一个相应的模型配置文件。模型配置文件包括以下信息：

1)、模型基础信息。存储模型code值，作为各个设备的主键来区分是什么模型。模型名称和模型图符尺寸信息。

2)、图符信息(draw)，draw中存储模型绘制时所用图符文件路径，存在sfile元素中的openfile属性中。

3)、热点信息(nodes)，nodes中存储模型的所有热点信息，每个热点存储一个node元素。node包括属性热点类型(type)，区分热点是输入还是输出。位置信息，left决定热点是在图符的左侧还是右侧，1表示左侧，-1表示右侧。top决定热点是在图符的上方还是下方，1表示上方，-1表示下方。name表示热点名称，nodeid表示热点顺序。

4)、模型参数信息。模型参数信息包括输入参数(input)和输出参数(out)。输入参数分页(page)存储,每页可存储若干组(group)参数信息。每个参数(param)存储一行，属性包括PName,order,showname,value，ctrtype，ctrlparamlist等。每个输出参数(outitem)存储一行，属性包括showname，outtype，Pname，value，order等。

模型库配置文件system.xml存储各个模型的名称、类型、图符图标、模型配置文件名称等信息，该文件采用XML格式存储相关内容。各设备以类、组、元件的形式进行分类。模型库工具栏根据模型库配置文件显示图形绘制工具支持的模型类型。模型库工具栏根据配置文件中的类(category)、组(group)进行以树状结构展示可绘制模型列表，组下边可嵌套分组。设备(element)中属性icon存储图标文件路径，name存储模型名称，filepath存储图符文件路径，type存储模型分类类型，code存储模型类型号，order存储模型顺序号，可以决定模型在树状列表中显示位置。

可选地，还包括:

从模型库拖动模型到图形绘制区域，读取图符文件内容在绘图区域绘制图形，根据模型配置文件热点信息自动绘制热点，具体包括：

从模型库工具栏选择需要绘制的模型并拖到绘图区域；

根据模型库配置文件获取模型图符文件和配置文件名称；

读取图符文件内容并进行图形绘制，并读取模型配置文件内容根据配置的热点信息自动生成热点。

具体地，参考图5所示，模型库修改模型，包括以下步骤：

步骤一：使用图符编辑器打开图符文件(后辍为.egf的文件)并进行编辑保存；

步骤二：根据需要修改模型配置文件(后辍为.xml的文件)；

步骤三：根据需要修改模型库配置文件(system.xml)。

图形绘制，包括以下步骤：

步骤一：从模型库工具栏选择需要绘制的模型并拖到绘图区域；

步骤二：根据模型库配置文件获取模型图符文件和配置文件名称；

步骤三：读取图符文件内容并进行图形绘制，并读取模型配置文件内容根据配置的热点信息自动生成热点；

热点生成流程如图6所示。

在绘制图形时，EDCanvasPoly类调用热点绘制函数进行热点绘制。在绘制热点时，先根据模型配置文件中的热点信息，计算图形元件上、下、左、右各侧的热点数目，根据各侧的热点数目计算各个热点在图形中的位置信息；然后，根据位置和热点类型信息进行热点图形绘制。最后，热点绘制完成后，添加到CgraphGroup中，同图符文件中的图形一起组合成整体，方便图形在视图中的各种操作。热点绘制完成后，就可以进行连线等操作。

步骤四：根据模型配置文件进行模型参数展示，并根据需要修改图形名称及参数等内容；

步骤五：根据实际电力系统连接关系画出各模型之间的连线。

为方便图形绘制，图形绘制工具还支持复制、删除、剪切、旋转、镜像等操作。模型参数编辑模块为支持模型参数的可配置功能，参数编辑对话框可根据配置文件以分页、分组等方式对参数进行展示，根据配置文件决定参数编辑框的类型(例如单选框、复选框、下拉框、文本框等)，并可根据配置决定是否可编辑以及编辑框的联动控制等。

下面结合电力系统交互式通用仿真平台图形建模系统中的与门模型对本专利中所述的配置文件结构进行说明：

模型库配置文件结构如图7所示。与门配置文件(AND.xml)结构如图8所示。如图8所示，模型参数对话框根据配置文件进行动态展示，在修改模型参数配置文件后，不需要再修改程序。模型参数对话框根据配置文件分页、分组进行展示，如图9所示。

编辑框类型根据配置文件中的datatype决定，根据数据类型确定参数编辑框是lineedit、combox或者radiobutton。

从而，实现方便快捷添加或者修改模型，方便用户的使用，降低程序的维护成本，提高工作效率，支持用户添加自定义模型，可方便快捷添加模型或者修改模型，不用再进行代码开发，减少了程序维护工作量，提高了工作效率。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模系统1000，参考图10所示，该系统1000包括：

创建图符文件模块1010，用于创建图符文件；

配置模型相关信息模块1020，用于基于所述图符文件创建模型配置文件，配置模型相关信息，包括code、name、模型图符文件名及模型参数；

完成模型添加模块1030，用于向模型配置文件中添加模型相关信息，完成模型添加。

可选地，创建图符文件模块，包括：

创建图符文件子模块，用于使用图符编辑器，将基本图形通过组合、解散、对齐、置顶、置底或旋转，组合成用户需要的图符形状，并保存为.egf后辍图符文件。

可选地，完成模型添加模块，包括：

完成模型添加子模块，用于向模型配置文件system.xml添加模型信息，在需要添加模型的分组group中添加模型相关信息，模型相关信息包括icon、name、filepath、type、code以及order，其中icon存储模型图标文件路径，name存储模型名称，filepath存储模型图符文件路径，type存储模型分类类型，code存储模型类型号，order存储模型顺序号。

可选地，配置模型相关信息模块，包括：

配置模型相关信息子模块，用于模型配置文件存储模型相关信息，每个模型存储一个相应的模型配置文件，模型配置文件包括以下信息：

模型基础信息，存储模型code值，作为各个设备的主键来区分是什么模型，模型名称和模型图符尺寸信息；

图符信息draw，draw中存储模型绘制时所用图符文件路径，存在sfile元素中的openfile属性中；

热点信息nodes，nodes中存储模型的所有热点信息，每个热点存储一个node元素；

模型参数信息，模型参数信息包括输入参数input和输出参数out，输入参数分页page存储，每页可存储若干组group参数信息，每个参数param存储一行。

可选地，还包括：

绘制图形模块，用于从模型库拖动模型到图形绘制区域，读取图符文件内容在绘图区域绘制图形，根据模型配置文件热点信息自动绘制图形，具体包括：

拖到绘图区域子模块，用于从模型库工具栏选择需要绘制的模型并拖到绘图区域；

获取配置文件子模块，用于根据模型库配置文件获取模型图符文件和配置文件名称；

生成热点子模块，用于读取图符文件内容并进行图形绘制，并读取模型配置文件内容根据配置的热点信息自动生成热点。

本发明的实施例的一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模系统1000与本发明的另一个实施例的一种电力系统交互式通用仿真平台图形建模方法100相对应，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。