1.一种变电站电气一次设备三维建模方法,其特征在于包括以下步骤:1)建立用于搭建变电站电气一次设备三维模型的基本图元模型集合,所述基本图元模型集合包括多种基本图元模型,各基本图元模型由其几何信息和空间变换矩阵唯一确定;所述基本图元模型集合包括:球体、旋转椭球体、长方体、瓷套\绝缘子、端子板基本图元模型;各所述基本图元模型的几何信息包括两部分内容:基本图元模型的定义和基本图元模型之间的布尔运算的定义;各所述基本图元模型的定义指采用“对象+参数”的方式对各所述基本图元模型进行描述,所述“对象”是指各所述基本图元模型的节点名称,用英文表示,且首字母大写;所述“参数”指各所述基本图元模型的驱动参数;且所述“对象”和“参数”之间采用1个空格分开;各所述基本图元模型之间的布尔运算的定义是指各所述基本图元模型之间的交、并、减运算,用于实现各基本图元模型之间相互运算进而构成三维模型;各所述基本图元模型的空间变换矩阵采用4*4的齐次矩阵,矩阵采用按行存储方式,且为先行后列的次序存储;矩阵中各元素用于记录基本图元模型建模过程中的各各种位置坐标和空间角度信息,所述空间变换矩阵形式为:式中,左上部分,即 表示三维线性变换部分;左下部分,即t x t y t z ,表示三维平移变换部分;右上部分,即 表示透视变换部分;右下部分,即[s],表示整体比例因子;2)获取待搭建变电站电气一次设备的设备结构和具体参数,并根据获取的设备结构和具体参数从步骤1)中建立的基本图元模型集合中选取基本图元模型并进行参数调整,得到待搭建变电站电气一次设备的三维模型。
2.如权利要求1所述的一种变电站电气一次设备三维建模方法,其特征在于:所述步骤2)中,获取待搭建变电站电气一次设备的设备结构和具体参数,并根据获取的设备结构和具体参数从步骤1)中建立的基本图元模型集合中选取基本图元模型并进行参数调整,得到待搭建变电站电气一次设备的三维模型的方法,包括以下步骤:2.1)建立变电站通用模型库,该通用模型库中包含变电站所有电气一次设备的通用模型;2.2)根据待搭建变电站电气一次设备的通用设备编号从变电站通用模型库中选择对应的通用模型,并对通用模型进行调整,得到待搭建电气一次设备的初步设计阶段三维模型;2.3)根据厂家资料以及建模规范对初步设计阶段三维模型进行调整和补充,得到待搭建电气一次设备的施工阶段三维模型。
3.如权利要求2所述的一种变电站电气一次设备三维建模方法,其特征在于:所述步骤2.1)中,建立变电站通用模型库的方法,包括以下步骤:2.1.1)根据通用设备分类原则对所有变电站电气一次设备模型进行分类和编号;2.1.2)获取各电气一次设备的几何信息、属性信息以及包含的功能信息,其中,几何信息包括外形关键尺寸和定位信息,属性信息包括工程基本参数和设计基本参数;2.1.3)根据获取的功能信息将各电气一次设备分为设备主体以及相应的模型部件,其中,模型部件是指待搭建电气一次设备中具有独立功能的部分;同时根据获取的几何信息将各电气一次设备进行层级结构分解,得到各电气一次设备的各子部件,子部件是指能够通过不同种类和数量的基本图元直接搭建而成的部件;2.1.4)确定各基本图元模型的几何信息参数和空间变换矩阵参数,采用不同种类和数量的基本图元对各子部件进行搭建,并利用搭建好的各子部件完成对各电气一次设备的搭建,得到各电气一次设备的通用模型。
4.如权利要求2所述的一种变电站电气一次设备三维建模方法,其特征在于:所述步骤2.1.4)中,搭建各电气一次设备的通用模型时,对于具有曲面部件及不规则复杂体部件的电气一次设备,搭建方法为:通过基本图元命令创建单元模型,并设置各单元模型的几何参数值、模型颜色、透明度以及插入点,形成符合尺寸要求的模型单元;将已创建的模型单元根据空间相对位置进行组合,形成散装的部件模型;使用长方体对圆环进行布尔实体“求减”,得到圆弧体,再与其他模型进行“求并”命令,最后将散装的其他部件模型合成紧密连接的单个实体,得到通用模型。
5.如权利要求2所述的一种变电站电气一次设备三维建模方法,其特征在于:所述步骤2.2)中,根据待搭建变电站电气一次设备的通用设备编号从变电站通用模型库中选择对应的通用模型,并对通用模型进行调整,得到待搭建电气一次设备的初步设计阶段三维模型的方法,包括以下步骤:2.2.1)根据待搭建变电站电气一次设备的通用设备编号从变电站通用模型库中选择对应的通用模型;2.2.2)在设计软件中导入标准格式通用模型文件;2.2.3)根据工程实际对选择的通用模型进行调整,可调整内容包括通用模型中的所有部件以及外观;2.2.4)根据模型参数表,填写初步设计阶段模型参数,得到待搭建电气一次设备的初步设计阶段三维模型。
6.如权利要求2所述的一种变电站电气一次设备三维建模方法,其特征在于:所述步骤2.3)中,根据厂家资料以及建模规范对初步设计阶段三维模型进行调整和补充,得到待搭建电气一次设备的施工阶段三维模型的方法,包括以下步骤:2.3.1)根据厂家资料对得到的初步设计阶段三维模型进行调整;2.3.2)根据建模规范对调整后的三维模型进行相关部件和细节的补充;2.3.3)根据模型参数表,对步骤2.3.2)中得到的三维模型参数进行填写,得到待搭建电气一次设备的施工阶段三维模型。
7.一种用于如权利要求1~6任一项方法的变电站电气一次设备三维建模系统,其特征在于其包括:基本图元构建模块,用于建立用于搭建变电站电气一次设备三维模型的基本图元模型集合,所述基本图元模型集合包括多种基本图元模型,各基本图元模型采用“对象+参数”方式描述,并由其空间变换矩阵唯一确定;三维模型搭建模块,用于获取待搭建变电站电气一次设备的设备结构和具体参数,并根据获取的设备结构和具体参数从建立的基本图元模型集合中选取基本图元模型并进行参数调整,得到待搭建变电站电气一次设备的三维模型。
8.如权利要求7所述的一种变电站电气一次设备三维建模系统,其特征在于:所述三维模型搭建模块包括:通用模型库构建模块,用于建立变电站通用模型库,所述通用模型库中包含变电站所有电气一次设备的通用模型;初步设计阶段三维模型构建模块,用于根据待搭建变电站电气一次设备的通用设备编号从变电站通用模型库中选择对应的通用模型,并对通用模型进行调整,得到待搭建电气一次设备的初步设计阶段三维模型;施工阶段三维模型构建模块,用于根据厂家资料以及建模规范对初步设计阶段三维模型进行调整和补充,得到待搭建电气一次设备的施工阶段三维模型。
9.如权利要求8所述的一种变电站电气一次设备三维建模系统,其特征在于:所述通用模型库构建模块包括:模型分类模块,用于根据通用设备分类原则对所有变电站电气一次设备模型进行分类;参数获取模块,用于获取各电气一次设备的几何信息、属性信息以及包含的功能信息,其中,几何信息包括外形关键尺寸和定位信息,属性信息包括工程基本参数和设计基本参数;模型分解模块,用于根据获取的功能信息将各电气一次设备分为设备主体以及相应的模型部件,其中,模型部件是指待搭建电气一次设备中具有独立功能的部分;同时根据获取的几何信息将各电气一次设备进行层级结构分解,得到各电气一次设备的各子部件,子部件是指能够通过不同种类和数量的基本图元直接搭建而成的部件;通用模型搭建模块,用于采用不同种类和数量的基本图元对各子部件进行搭建,并利用搭建好的各子部件完成对各电气一次设备的搭建,得到各电气一次设备的通用模型。