CN102820706A - 智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法及装置，该方法包括以下步骤：构建基本推理单元，所述基本推理单元包括：作为输入源的信号、作为信号汇聚点的结点、作为节点推理结果的结论；将所述基本推理单元的信号、结点、结论进行组合，生成各种智能告警和辅助决策的推理模型；对生成的推理模型进行实例化处理；对实例化后的推理模型进行实时处理以得到推理结果，并根据所述推理结果自动产生告警信息；根据所述推理结果以及对专家知识库的检索产生辅助决策信息。本发明的方法及装置能够及早发现变电站正常运行中存在的各种隐患问题并进行智能告警和提供辅助决策，消除了系统运行的安全隐患，提高了故障处理的速度和准确度。
Description
技术领域
本发明涉及智能变电站领域，特别是涉及一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法以及一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现装置。
背景技术
目前，变电站自动化化控制系统中对告警信息的处理，包括SOE信息、遥信变位信息、保护事件信息、遥测越限信息、系统信息等，只进行简单的分级、分类处理。变电站智能化自动化控制系统中智能告警功能不仅实现了对告警信息的分级和分类处理，同时能对变电站的各种运行数据及设备运行状态进行实时分析和处理，从中发现变电站运行系统可能存在的安全隐患问题，并自动产生相应的告警信息。
另外，目前的变电站自动化化控制系统在进行故障处理时，一般主要依据故障处理人员的经验和一些处理规程来进行，这样有可能导致故障处理方案不完整、对故障处理不彻底等问题出现。而智能化变电站自动化控制系统中的辅助决策功能不仅可以以专家的思维方式发现故障的本质，同时还可以用专家知识形成解决方案来辅助故障处理人处理各种故障。
在智能化变电站自动化控制系统中，智能告警和辅助决策是一种高级应用，一般基于专家系统来实现智能告警和辅助决策。然而，传统的智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法，不能及早发现变电站正常运行中存在的异常情况，从而给智能化变电站自动化控制系统带来了安全隐患。
发明内容
基于此，有必要针对上述智能化变电站的安全隐患问题，提供一种智智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法及装置
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法，包括以下步骤：
构建基本推理单元，所述基本推理单元包括：作为输入源的信号、作为信号汇聚点的结点、作为节点推理结果的结论；
将所述基本推理单元的信号、结点、结论进行组合，生成各种智能告警和辅助决策的推理模型；
对生成的推理模型进行实例化处理；
对实例化后的推理模型进行实时处理以得到推理结果，并根据所述推理结果自动产生告警信息；
根据所述推理结果以及对专家知识库的检索产生辅助决策信息。
一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现装置，包括：
基本推理单元建立模块，用于构建基本推理单元，所述基本推理单元包括：作为输入源的信号、作为信号汇聚点的结点、作为节点推理结果的结论；
推理模型建立模块，用于将所述基本推理单元的信号、结点、结论进行组合，生成各种智能告警和辅助决策的推理模型；
实例化模块，用于对生成的推理模型进行实例化处理；
告警信息生成模块，用于对实例化后的推理模型进行实时处理以得到推理结果，并根据所述推理结果自动产生告警信息；
辅助决策信息生成模块，用于根据所述推理结果以及对专家知识库的检索产生辅助决策信息。
由以上方案可以看出，本发明的智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法及装置，首先研究出最基本的推理单元，然后通过基本推理单元的组合建立各种智能告警和辅助决策的推理模型，应用本发明的推理模型能够及早发现变电站正常运行中存在的各种隐患问题并进行智能化告警，提供指导性意见，使工作人员及时发现问题，消除系统运行的安全隐患，保证了生产安全；另外本发明在对变电站进行故障处理时，通过推理模型以及对专家知识库的检索提供对变电站故障的正确辨识，为故障处理提供辅助决策，提高了故障处理的速度和准确度。
附图说明
图1为一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法的流程示意图；
图2为推理机最基本的推理模型示例图；
图3为推理机节点多输入模型示例图；
图4为推理机一个信号作为多个输入模型示例图；
图5为推理机级联模型示例图；
图6为推理机级联进行扁平化处理后的效果示意图；
图7为一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述。
参见图1所示，一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法，包括以下步骤：
步骤S101，构建基本推理单元，然后进入步骤S102；所述基本推理单元包括：作为输入源的信号、作为信号汇聚点的结点以及作为节点推理结果的结论。
参见图2所示，本发明中最基本的推理单元由三部分组成：
a)“信号”201作为推理单元的输入，是推理单元进行推理的启动信号。信号类型可以为报警信息、遥信信号、遥测信号或其他推理单元的推理结果。
信号具有“正”、“反”属性。“正”属性是在信号为1启动推理单元进行推理，“反”属性是在信号为“0”时启动推理单元进行推理。
遥测信号通过与设定值进行比较，得到“1”或“0”值。
b)“节点”202为信号的汇聚点，程序模块通过对节点的逻辑处理，可以推理出结论。
c)“结论”203是节点的推理结果，推理结论可以对应于专家知识库中的一条知识记录信息，信号内容包括告警的发生原因和处理意见；结论也可以作为中间结果，即作为其他基本推理单元的信号输入。
步骤S102，将所述基本推理单元的信号、结点、结论进行组合，生成各种智能告警和辅助决策的推理模型，然后进入步骤S103。
作为一个较好的实施例，将所述基本推理单元的信号、结点、结论进行组合后，生成的推理模型中可以包括如下的推理单元：
a)一个节点对应多个信号的推理单元。又称为节点多输入推理单元，如图3所示，该推理单元的节点有三个信号输入，即201a、201b、201c。此时对节点的处理包含了对连接该节点所有信号的处理。
节点具有“与”和“或”属性。节点为“与”属性时，对信号进行逻辑“与”处理；节点为“或”属性时，对信号进行逻辑“或”处理。
b)一个信号对应多个结点的推理单元。即同一个信号可以作为多个推理单元的输入信号，每个推理单元对该信号进行单独处理。如图4所示，信号201a、信号201c分别对应推理单元中的节点202a、202b；而信号201b则同时作为了两个推理单元的输入信号。
c)可级联的推理单元。所述可级联的推理单元中的信号可以作为其它推理单元的结论，反过来也可以说一个推理单元的结论可以作为另一个推理单元的信号（即输入源）。通过推理单元的级联，可以建立出复杂的推理模型。如图5所示，203a本来是一个推理单元（假设为第一级推理单元）的结论，但是级联后它将作为另一个推理单元（假设为第二级推理单元）的输入信号，并与另外的输入信号201c一起构成第二级推理单元的输入源。
另外还可以对推理单元级联进行扁平化处理，处理效果参见图6所示。
作为一个较好的实施例，本发明中通过应用变电站自动化系统中的图形组态模块来建立生成推理模型，图形组态模块具有基本推理单元的图元模板。具体的，所述生成推理模型的过程具体可以包括如下步骤：
步骤一，运行变电站自动化系统中图形组态模块，开始建立推理模型；
步骤二，将基本推理单元的图元模板拖曳到图形编辑窗口中；
步骤三，设置推理单元类型，推理单元按照输入信号之间的关系分为两类：
a)间隔型推理单元：推理单元的所有输入信号来自于同一间隔；
b)全站型推理单元：推理单元的输入信号来自于不同的间隔；
步骤四，设置信号类型（如A相电压等），信号属性（如“正”、“反”属性等）；
步骤五，设置节点属性（如“与”、“或”属性等）；
步骤六，在推理结论上关联专家知识库中记录信息；
步骤七，对推理单元进行级联（根据建模需要）；
步骤八，如果本推理模型建立完毕则转步骤九，未建立完毕则转步骤二；
步骤九，如果所有推理模型建立完毕则流程结束，退出图形组态模块，未建立完毕则转步骤二。
作为一个较好的实施例，在步骤S102生成所述推理模型之后、步骤S103之前，还可以包括步骤：将生成的推理模型中的信息以XML文件格式进行记录并存储。推理模型中的信息以通用XML文件格式进行记录，这样可以方便不同系统间模型配置信息的共享。XML文件可以存储在自动化系统的数据库中。
作为一个较好的实施例，所述存储的XML文件中可以包括如下信息：
a)文件版本号；
b)推理模型中各推理单元的信息，包括：推理单元分类，信号类型、信号属性、节点属性、结论所关联的专家知识库中记录信息等；
c)推理模型中各推理单元之间的关系；存储时自动为每个推理单元进行编号，通过编号的联系即可反应推理单元之间的级联关系。
步骤S 103，对生成的推理模型进行实例化处理，然后进入步骤S104。推理模型实例化过程是将推理单元中的信号与自动化系统配置信号之间进行关联的过程。对于不同类型的推理单元，可以采用不同的实例化方案：
a)在对所述推理模型中的全站型推理单元进行实例化处理时，将自动化控制系统中配置的信号与所述全站型推理单元中的信号一一进行关联；
b)在对所述推理模型中的间隔型推理单元进行实例化处理时，将自动化控制系统中配置的间隔关联到所述间隔型推理模型，通过所述间隔型推理单元信号的类型进行自动匹配。这样可以简化实例化配置过程，增强了系统应用性。
实例化后的推理模型保存在自动化系统的数据库中。
步骤S104，对实例化后的推理模型进行实时处理以得到推理结果，并根据所述推理结果自动产生告警信息，然后进入步骤S105。
本发明由变电站自动化系统的主SCADA（Supervisory Control And DataAcquisition，数据采集与监视控制）系统来实时处理实例化后的推理模型。SCADA完成模型推理后，将推理结果发送到相关应用模块。具体的，推理方法可以包括以下步骤：
a)初始化：从系统数据库中加载实例化后的推理模型。为增强处理速度，为每个推理模型的所有输入信号建立一张MAP表；
b)建立独立线程来处理推理模型；
c)当输入信号异常时，模块对推理单元的节点进行逻辑处理。如果处理结果为1，表明已经满足告警条件，SCADA自动产生一条告警信息，同时将推理结果发送到相关应用模块；
d)当输入信号恢复正常时，SCADA自动产生一条告警复归信息，同时将推理结果发送到相关应用模块；
e)推理结果为1的推理单元，如果还级联到另一个推理单元，则继续进行级联推理单元的相关处理。
步骤S105，根据所述推理结果以及对专家知识库的检索产生辅助决策信息。该过程又可以称为推理结果展示的过程。在系统的人机界面应用模块，可以对推理结果进行可视化展示。具体过程可以包括如下步骤：
a)初始化：从系统数据库中加载实例化后的推理模型；
b)在界面显示推理模型输入信号状态。如果信号为异常状态，则用醒目的颜色来显示；
c)在收到SCADA的推理结果后，通过对专家知识库的检索，调取专家知识库中相关的信息，然后在推理单元的结论中显示告警产生的原因和对告警的处理方案，提供辅助决策信息。
与上述一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法相对应的，本发明还提供一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现装置，如图7所示，包括：
基本推理单元建立模块101，用于构建基本推理单元，所述基本推理单元包括：作为输入源的信号、作为信号汇聚点的结点、作为节点推理结果的结论；
推理模型建立模块102，用于将所述基本推理单元的信号、结点、结论进行组合，生成各种智能告警和辅助决策的推理模型；
实例化模块103，用于对生成的推理模型进行实例化处理；
告警信息生成模块104，用于对实例化后的推理模型进行实时处理以得到推理结果，并根据所述推理结果自动产生告警信息；
辅助决策信息生成模块105，用于根据所述推理结果以及对专家知识库的检索产生辅助决策信息。
作为一个较好的实施例，所述实例化模块103可以包括全站型推理单元实例化模块、间隔型推理单元实例化模块；
所述全站型推理单元实例化模块用于在对所述推理模型中的全站型推理单元进行实例化处理时，将自动化控制系统中配置的信号与所述全站型推理单元中的信号一一进行关联；
所述间隔型推理单元实例化模块用于在对所述推理模型中的间隔型推理单元进行实例化处理时，将自动化控制系统中配置的间隔关联到所述间隔型推理模型，通过所述间隔型推理单元信号的类型进行自动匹配。
作为一个较好的实施例，本发明的装置还可以包括存储模块，用于在生成所述推理模型之后、对生成的推理模型进行实例化处理之前，将生成的推理模型中的信息以XML文件格式进行记录并存储。
作为一个较好的实施例，所述推理模型建立模块102所生成的推理模型中可以包括如下的推理单元：一个节点对应多个信号的推理单元、一个信号对应多个结点的推理单元、可级联的推理单元。
本发明的一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现装置的其它技术特征与上述一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法相同，此处不予赘述。
通过以上方案可以看出，本发明的智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法及装置，首先研究出最基本的推理单元，然后通过基本推理单元的组合建立各种智能告警和辅助决策的推理模型，应用本发明的推理模型能够及早发现变电站正常运行中存在的各种隐患问题并进行智能化告警，提供指导性意见，使工作人员及时发现问题，消除系统运行的安全隐患，保证了生产安全；另外本发明在对变电站进行故障处理时，通过推理模型以及对专家知识库的检索提供对变电站故障的正确辨识，为故障处理提供辅助决策，提高了故障处理的速度和准确度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建基本推理单元，所述基本推理单元包括：作为输入源的信号、作为信号汇聚点的结点、作为节点推理结果的结论；
将所述基本推理单元的信号、结点、结论进行组合，生成各种智能告警和辅助决策的推理模型；
对生成的推理模型进行实例化处理；
对实例化后的推理模型进行实时处理以得到推理结果，并根据所述推理结果自动产生告警信息；
根据所述推理结果以及对专家知识库的检索产生辅助决策信息。
2.根据权利要求1所述的智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法，其特征在于，对所述推理模型进行实例化处理的过程具体包括：
在对所述推理模型中的全站型推理单元进行实例化处理时，将自动化控制系统中配置的信号与所述全站型推理单元中的信号一一进行关联；
在对所述推理模型中的间隔型推理单元进行实例化处理时，将自动化控制系统中配置的间隔关联到所述间隔型推理模型，通过所述间隔型推理单元信号的类型进行自动匹配。
3.根据权利要求1所述的智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法，其特征在于，在生成所述推理模型之后、对生成的推理模型进行实例化处理之前，还包括步骤：将生成的推理模型中的信息以XML文件格式进行记录并存储。
4.根据权利要求3所述的智能化变电站智能告警推理模型建立和应用方法，其特征在于，所述存储的XML文件中包括如下信息：文件版本号、推理模型中各推理单元的信息以及各推理单元之间的关系；所述推理单元的信息包括：推理单元分类、信号类型、信号属性、节点属性、结论所关联的专家知识库中记录信息。
5.根据权利要求4所述的智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法，其特征在于，所述信号属性包括正属性、反属性；所述节点属性包括与属性、或属性。
6.根据权利要求1所述的智能化变电站智能告警及辅助决策的实现方法，其特征在于，将所述基本推理单元的信号、结点、结论进行组合后，生成的推理模型中包括如下的推理单元：一个节点对应多个信号的推理单元、一个信号对应多个结点的推理单元、可级联的推理单元。
7.一种智能化变电站智能告警及辅助决策的实现装置，其特征在于，包括：
基本推理单元建立模块，用于构建基本推理单元，所述基本推理单元包括：作为输入源的信号、作为信号汇聚点的结点、作为节点推理结果的结论；
推理模型建立模块，用于将所述基本推理单元的信号、结点、结论进行组合，生成各种智能告警和辅助决策的推理模型；
实例化模块，用于对生成的推理模型进行实例化处理；
告警信息生成模块，用于对实例化后的推理模型进行实时处理以得到推理结果，并根据所述推理结果自动产生告警信息；
辅助决策信息生成模块，用于根据所述推理结果以及对专家知识库的检索产生辅助决策信息。
8.根据权利要求7所述的智能化变电站智能告警及辅助决策的实现装置，其特征在于，所述实例化模块包括全站型推理单元实例化模块、间隔型推理单元实例化模块；
所述全站型推理单元实例化模块用于在对所述推理模型中的全站型推理单元进行实例化处理时，将自动化控制系统中配置的信号与所述全站型推理单元中的信号一一进行关联；
所述间隔型推理单元实例化模块用于在对所述推理模型中的间隔型推理单元进行实例化处理时，将自动化控制系统中配置的间隔关联到所述间隔型推理模型，通过所述间隔型推理单元信号的类型进行自动匹配。
9.根据权利要求7所述的智能化变电站智能告警及辅助决策的实现装置，其特征在于，还包括存储模块，用于在生成所述推理模型之后、对生成的推理模型进行实例化处理之前，将生成的推理模型中的信息以XML文件格式进行记录并存储。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的智能化变电站智能告警及辅助决策的实现装置，其特征在于，所述推理模型建立模块所生成的推理模型中包括如下的推理单元：一个节点对应多个信号的推理单元、一个信号对应多个结点的推理单元、可级联的推理单元。
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| CN102820706B (zh) | 2014-10-01 |
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Legal Events
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Inventor after: Duan Weiguo Inventor after: Huang Sheng Inventor after: Chen Huajun Inventor after: Jiang Yuyong Inventor after: Chen Bo Inventor after: Xi Wei Inventor after: Li Guo Inventor after: Chen Haomin Inventor after: Yao Hao Inventor after: Jin Chunchao Inventor before: Duan Weiguo Inventor before: Chen Huajun Inventor before: Chen Bo Inventor before: Xi Wei Inventor before: Li Guo Inventor before: Jin Chunchao Inventor before: Huang Sheng |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: DUAN WEIGUO CHEN HUAJUN CHEN BO XI WEI LI GUO JIN CHUNCHAO HUANG SHENG TO:DUAN WEIGUO CHEN HUAJUN JIANG YUYONG CHEN BO XI WEI LI GUO CHEN HAOMIN YAO HAO JIN CHUNCHAO HUANG SHENG |