fix: 修复打包后exe程序在无控制台模式下运行时的uvicorn日志配置错误

通过检测sys.frozen判断运行环境,只在打包后的exe程序中禁用日志配置,
避免AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'isatty'错误。
普通Python运行环境保留完整日志功能,方便调试。
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2026-01-05 09:52:51 +08:00
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# 海上风电场集电系统设计工具
# 海上风电场集电系统设计优化工具 (Wind Farm Collector System Optimizer)
一个用于设计和优化海上风电场集电系统的Python工具支持多种布局算法和电缆优化方案。
一个用于设计和优化海上风电场集电系统拓扑的综合工具支持多种先进算法,能够根据风机坐标、功率以及海缆规格,自动生成投资成本最低、损耗最小的设计方案。
## 功能特性
## 🌟 主要功能
- 🌊 多种风机布局生成(随机分布、规则网格)
- 🔌 多种集电系统设计算法:
- 最小生成树MST算法
- K-means聚类算法
- 容量扫描算法(Capacitated Sweep
- 旋转优化算法(Rotational Sweep
- 📊 多方案对比分析和可视化
- 📋 自动导出DXF图纸和Excel报告
- 🔧 智能电缆规格选择和成本优化
- 🖥️ **交互式 Web 界面**:基于 NiceGUI 开发,支持文件上传、实时日志、方案对比和可视化。
- 🌊 **多种布局生成**:内置模拟数据生成器,支持规则网格和随机分布布局。
- 🔌 **先进设计算法**
- **MST (Minimum Spanning Tree)**:无容量约束基准方案。
- **Capacitated Sweep (Base)**:基础扇区扫描分组。
- **Rotational Sweep**:全局最优起始角度旋转扫描优化。
- **Esau-Williams**:经典启发式算法,在距离与容量间寻找最优平衡。
- 📊 **智能方案对比**:自动运行三大场景(标准方案、含可选电缆方案、限制最大截面方案)并对比结果。
- 📋 **数据校验与保障**:严格校验输入数据的有序性及电缆配置规则。
- 📁 **多格式导出**
- 自动生成 CAD 图纸 (`.dxf`),按电缆规格分层并着色。
- 导出详细的 Excel 对比报告及单方案电缆清册。
- 支持一键打包导出所有方案压缩包 (`.zip`)。
## 安装依赖
## 🛠️ 安装依赖
本项目使用 `uv``pip` 管理环境。推荐安装依赖:
```bash
pip install numpy pandas matplotlib scikit-learn scipy networkx
pip install numpy pandas matplotlib scikit-learn scipy networkx ezdxf nicegui openpyxl
```
## 使用方法
## 🚀 使用方法
### 基本用法
### 1. 启动图形化界面 (推荐)
运行以下命令启动 Web 界面,程序将自动在浏览器中打开:
```bash
python main.py
python gui.py
```
*注:程序默认监听 8080 端口,若被占用将自动尝试后续可用端口。*
### 指定数据文件
### 2. 命令行模式
```bash
python main.py --excel wind_farm_coordinates.xlsx
python main.py --excel your_data.xlsx
```
### 覆盖默认簇数
## 📝 输入数据规范 (Excel)
```bash
python main.py --clusters 20
```
为了确保计算结果的准确性,输入 Excel 文件应包含以下两个 Sheet
## 算法说明
### 1. Coordinates (坐标)
| Type | ID | X | Y | Power | PlatformHeight |
|------|----|---|---|-------|----------------|
| Substation | Sub1 | 4000 | -800 | 0 | 0 |
| Turbine | 1 | 0 | 0 | 8.0 | 25 |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... |
### 1. MST Method最小生成树
- 使用最小生成树连接所有风机到海上变电站
- 简单高效,适合初步设计
### 2. Cables (电缆)
**必须遵守以下规则:**
- **单调递增性**:电缆必须按截面从小到大排列,且对应的额定载流量也必须严格递增。
- **可选电缆规则**
- `Optional` 列标记为 'Y' 的电缆最多只能有一条。
- 若存在可选电缆,它必须是列表中截面最大的一条。
### 2. K-means Clustering
- 将风机分组到多个回路中
- 平衡每回路的功率分配
## 📈 场景说明 (Scenarios)
### 3. Capacitated Sweep容量扫描
- 考虑电缆容量约束的智能分组
- 支持多种电缆规格自动选择
1. **Scenario 1 (Standard)**:仅使用非可选(标准)电缆进行优化。
2. **Scenario 2 (With Optional)**:包含标记为 'Y' 的大型电缆,适用于尝试增加单回路容量的场景。
3. **Scenario 3 (No Max)**:排除最大截面电缆,测试在电缆供应受限时的最优拓扑。
### 4. Rotational Sweep旋转优化
- 在容量扫描基础上进行旋转优化
- 进一步降低总成本和损耗
## 📂 输出文件说明
## 输出文件
- **Excel 报告**`[文件名]_result.xlsx` 包含所有方案的总览及详细连接清单。
- **CAD 图纸**`design_[方案名].dxf` 包含分层分色的拓扑图。
- **全部方案**`[文件名]_result.zip` 包含所有图纸及 Excel 报告。
1. **可视化图片**`wind_farm_design_comparison.png`
- 不同算法的设计方案对比图
## ⚖️ 许可证
2. **CAD图纸**`wind_farm_design.dxf`
- 可导入CAD软件的详细设计图纸
3. **数据报告**`wind_farm_design.xlsx`
- 包含所有方案的详细技术参数和成本分析
## 关键参数说明
可以在 `main.py` 中调整以下核心常量以适配不同项目:
```python
VOLTAGE_LEVEL = 66000 # 集电系统电压 (V)
POWER_FACTOR = 0.95 # 功率因数
cost_multiplier = 5.0 # 海缆相对于陆缆的成本倍数
```
## 电缆规格配置
项目支持多种电缆规格,可在 `generate_template.py` 中配置:
| 截面积(mm²) | 容量(MW) | 电阻(Ω/km) | 成本(元/m) |
|-------------|----------|------------|------------|
| 35 | 150 | 0.524 | 80 |
| 70 | 215 | 0.268 | 120 |
| 95 | 260 | 0.193 | 150 |
| 120 | 295 | 0.153 | 180 |
| 150 | 330 | 0.124 | 220 |
| 185 | 370 | 0.0991 | 270 |
| 240 | 425 | 0.0754 | 350 |
| 300 | 500 | 0.0601 | 450 |
| 400 | 580 | 0.0470 | 600 |
## 输出示例
```text
===== 开始比较电缆方案 =====
--- All Cables (Base) ---
[Base] Cost: ¥12,456,789.12 | Loss: 234.56 kW
[Rotational] Cost: ¥12,234,567.89 | Loss: 223.45 kW
--- High Current (Base) ---
[Base] Cost: ¥11,987,654.32 | Loss: 245.67 kW
[Rotational] Cost: ¥11,876,543.21 | Loss: 234.56 kW
推荐方案: High Current (Rotational) (默认)
```
## 许可证
本项目仅供学习和研究使用。
本项目仅供工程学习、研究和初步设计评估使用。详细计算应以专业设计院规范为准。