国民用电水平的不断提高,使得电力系统在迅速发展的同时在电网运行、管理、规划、分析方面面临着更高标准的要求。与此同时,电网的加速建设使其拓扑更加复杂多变,最初手动绘制的单线图的局限性逐渐突显出来。为了保证电力系统的运行,需要对电力系统相关信息进行监控、分析和研究,这些对工程实际中单线图的布局效果和时间提出了更高的要求。单线图自动生成技术受到了国内外学者的持续关注。本文主要内容如下:首先,分析了课题研究背景及国内外研究现状,总结了布局算法研究现状,并阐述相关理论知识。阐述了自动布局以及差分进化算法的相关知识,并对相关理论进行分析,为开展课题的研究打下了理论基础。同时对电网拓扑结构进行分析,根据电网拓扑特征进行针对性布局,并指出电网单线图自动布局的重要研究意义。其次,建立了一种基于拓展网格法的电网单线图布局模型,该模型应用差分进化算法在网格中进行自动布局。本文所建模型为避免由于布局位置过于紧凑而造成线路的交叉和重叠,将变电站置于留有位置裕度的网格中,应用差分进化算法在不同网格规模中进行布局走线。为验证本文所提模型的有效性,将本文布局方法应用于某地区电网实例,通过在18节点电网和87节点电网所得到的仿真结果可知,最终生成的单线图“横平竖直”可适用于调度大屏,从而满足电力系统调度人员实时观察、监控的需求。最后,提出了一种基于虚拟节点的综合布局和走线的电网单线图自动生成方法。可满足环状带辐射电网离线计算以及电力系统相关分析,目标函数中引入三部分惩罚项,用来消除各个部分之间的重叠交叉。首先通过第一阶段布局进行简单优化得到初始优化图确定环网和辐射网,并在图形上手动批量划定虚拟节点。第二阶段布局按主区域、虚拟区域依次进行布局走线。虚拟节点的引入降低了优化维数,提高了计算精度和速度,使单线图的清晰度更高。根据某地区电网实例所得到的仿真结果可知,生成了连线简洁、分布均匀、可观性强的电网单线图,实现了网络结构的清晰展现,符合用户观察习惯,验证了算法的可行性。