基于WPF的电力系统元件绘图系统设计(2)
4.1.3 元件绘制的实现 18
4.2 图元连线 21
4.2.1 布线原则 22
4.2.2 布线算法 22
4.2.3 自动布线功能的实现 24
4.3 本章小结 26
结论 27
致谢 28
参考文献 29
1 绪论
1.1 选题背景
目前，计算机技术广泛应用于电力系统的各个领域。在这些应用软件中经常需要
绘制电力系统主接线图。例如在电力系统的实时监控系统中，需要在系统主接线图上
显示潮流数据的变化和系统的运行方式；在模拟仿真培训系统中，需要在系统主接线
图上进行模拟操作，并显示模拟仿真系统的运行状态；甚至在一些专家系统、一次设
备管理系统中也都是用系统主接线图，更加形象地表示出问题描述的对象；在规划设
计部门更是经常要绘制系统主接线图[1]。
随着计算机技术的发展，可视化已成为应用软件的一个事实上的要求，友好的用
户界面使得应用程序的使用变得简单和直观，具有主接线图的电力系统应用程序能大
大减轻电力系统工作人员的负担。将可视化编程技术应用于电力系统分析、控制以及
仿真软件亦已成为当前电力系统应用软件的一个发展趋势。
1.2 研究现状
目前，被用来绘制电力系统主接线图的绘图工具可以大体上分为两类：通用绘图
软件和专用绘图程序。通用绘图软件指的是 AutoCAD、Multisim 等由软件厂商提供的
通用绘图工具，他们实现了各种各样的绘图功能，使用户能够根据需要绘制出各种图形。
而专用绘图程序则是设计开发者为满足某些特定的需求而自主设计开发的一类
绘图工具。例如文献[2]中所介绍的绘图系统，是襄樊供电局电能量远程采集与分析
系统的一部分；文献[3]中介绍的是一种能够自动形成网络拓扑结构和潮流结构的绘
图系统；文献[4]中介绍的则是一整套电力系统仿真、分析、控制系统。他们虽然在
功能上与通用绘图工具有很大差距，但却更为灵活，实用性更强。这些绘图程序虽是
采用不同编程语言和平台实现的，但都采用了面向对象的程序设计方法。
1.3 本课题的工作及结构安排
本文主要分为三部分：
第一部分：主要介绍了现有的电力系统元件绘图工具。其中包括通用绘图软件和
专用绘图程序。在对已开发的电力系统元件绘图程序进行分析、研究之后，总结了
自主开发的电力系统元件绘图程序的设计开发方法，提出了通用电力系统元件绘图系统
的设计开发要求。
第二部分：在学习使用 WPF 开发工具的基础上，从程序整体设计开发模式上对
WPF 进行了介绍和分析，总结概括了使用 WPF 进行编程的特点及优势，并提出利用
WPF 进行电力系统元件系统开发的整体思路。
第三部分：从图元类及自动布线两个方面介绍电力系统元件绘图系统主体的设计
实现方法。
2 电力系统元件绘图工具
2.1 通用绘图软件
软件厂商提供的一些通用的绘图工具，如画笔、AutoCAD 等，可以用来绘制各种
图形。另有诸如EWB、Protel 等更为专业的绘图工具。这些工具在电力系统中已经得
到了广泛的使用。
这些通用绘图工具可以按照电力系统元件绘图功能的实现程度简单的分为三类。
第一类是像画笔这样最简单的绘图工具，他们的功能仅仅停留在绘图上。以双卷
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