CN103023028B - 一种基于实体间依赖关系图的电网故障快速定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于实体间依赖关系图的电网故障快速定位方法。本发明根据实体间依赖关系图，利用“层达”算法，可对智能电网中的大量故障报警信息进行快速筛查，准确定位发生故障的真实设备，从而为后续的工作节省大量时间，能够减少因电网故障无法定位而带来的经济损失。相对于现有的解决方案，本发明采用了实体间依赖图的形式表现了实体间的相互依赖关系，基于所述实体间依赖图的故障定位推理变的简单易行。

Description

一种基于实体间依赖关系图的电网故障快速定位方法

技术领域

本发明涉及电网故障定位技术领域，特别涉及一种基于实体间依赖关系图的电网故障快速定位方法。

背景技术

随着现代电网的发展，电网智能化已成为现代电网发展的趋势，智能电网的一个重要的特征是具有实时，在线和连续的安全评估和分析能力，电网调度自动化集中监视告警系统是支持电网智能化的重要技术手段。集中监视告警系统从各电网调度各业务系统或与系统相关的设备中获取大量的运行数据，系统或故障信息，并对这海量的信息进行处理分析,从数据中及时发现问题故障并隔离故障。但随着电网调度自动化系统变得越来越复杂，以及相应的系统或设备不断增加，任何一点的故障就会引起海量的告警信息，这些巨量的告警信息中的绝大多数告警往往是由一个故障引起，而其本身并不是一个真实的告警，在这海量的告警信息或运行数据中快速有效地发现真正的故障源就变得非常重要。这种故障点快速过滤发现的方法要解决三个问题，1，如何减少海量的告警数据量，减轻电网调度人员的工作强度，缩短故障发现与修复的时间；2，如何使电网告警变地有意义，电网告警事件应该能够直接反应告警发生的原因，而非现象。有意义的告警可以减少电网调度人员的培训与学习的花费。3，如何使不同种类的告警迅速通知到不同的关联责任人。

现有的解决方法有这几种：1，基于故障案例的故障告警定位方法，该方法会预先建立一套故障案例库，一个故障案例定义了引起该故障的尽可能详尽的告警信息或系统运行信息，当大量的告警信息到来时，该方法会用海量的告警信息与预先定义好的故障案例去匹配，定位真正的告警源。这方法最大的缺点是该如何定义与获得相应的故障案例。2，基于脚本描述的故障告警定位方法，该方法会预先定义好一套相关的告警脚本描述语言，电网调度专家根据自己的知识将故障告警定位过程用该脚本描述出来，该脚本实质上是一个基于规则发现过程，但鉴于电网的规模及复杂性不断提高，使得告警事件的出现事间与出现序列的限制会影响脚本工作的正确性。

由此，亟需一种能够对电网故障进行快速定位的新方法。

发明内容

为此，本发明提出了一种基于实体间依赖关系图的电网故障快速定位方法。本发明的目的是：当电网调度自动化告警集中监视系统中面临海量的告警信息时，并且被监视的系统或设备分布在一个广域的拓扑结构中时，用简单的依赖图结构去快速过滤无关信息，定位真正的故障系统或设备。相对于现有的解决方案，本发明采用了实体间依赖图的形式表现了实体间的相互依赖关系，基于所述实体间依赖图的故障定位推理变地简单易行。

本发明另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本发明的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本发明目的和优点。

一种基于实体间依赖关系图的电网故障快速定位方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

SS1、根据电网中的各个实体之间的发生故障的依赖关系，建立实体间依赖关系图；其中，所述实体间依赖关系图包括代表所述各个实体的多个实体节点，被其他实体节点所依赖的实体节点称为“层达”实体节点；

SS2、将所述实体间依赖关系图分割为多个子实体间关系依赖图；

SS3、将报警信息映射到所述各个子实体间依赖关系图中的相应实体节点；

SS4、并行地对分割后的各个子实体间依赖关系图执行搜索处理，定位发生故障的实体节点。

优选的，所述步骤SS4中对于每个子实体间依赖关系图所执行的搜索处理，具体包括以下步骤：

1)判断最初报警的第一层各个实体节点是否具有发生故障的实体节点，如果是，则转到步骤5)；否则，转到步骤2)；

2)根据所述子实体间依赖关系图，确定最初报警的第一层各个实体节点所共同依赖的“层达”实体节点，并判断所述“层达”实体节点所在层中的实体节点是否具有发生故障的实体节点，如果是，则转到步骤5)；否则，转到步骤3)；

3)根据所述子实体间依赖关系图，确定所述“层达”实体节点以及该层其他实体节点之间所共同依赖的下一层的“层达”实体节点；

4)判断所述下一层的“层达”实体节点所在层中的实体节点是否具有发生故障的实体节点，如果是，则转到步骤5)；否则，针对所述下一层的“层达”实体节点，转到步骤3)；

5)将发生故障的实体节点确定为“位达”实体节点，并由所述“位达”实体节点发出故障报警通知。

优选的，所述步骤SS2具体包括：

对于每一个最底层的“层达”实体节点来说，根据逐层到达所述最底层的“层达”实体节点所经过的路径以及所包括的各个实体节点，形成一个子实体间依赖关系图。

优选的，将所述实体间依赖关系图中的每个实体节点定义为正常或者故障两种状态。

优选的，所述实体之间的发生故障的依赖关系是指，如果实体节点B的故障会引起实体节点A的故障，则实体节点A依赖于实体节点B，并且实体节点B被认为是实体节点A的下层实体节点。

本发明具有以下优点：

1、实体间依赖图的描述方法可以将电网调度系统中的各系统，设备及参数间的关联关系动态地描述出来，依照该关系依赖图真实反映动态变化及复杂的电网系统设备的逻辑关系，使看似离散，无关联的设备间的关系变得简单。

2、与实体关系依赖图相对应的故障定位告警算法，充分利用现代计算机并行技术的优势，对依赖图进行分块分层的算法处理，被分割出的每层每块并行处理，使告警系统在繁杂的信息中可快速准确地定位出故障点。

3、使用该方法从海量的告警信息中梳理出了告警信息与故障的逻辑对应关系，形成了相应的电网故障与告警案例库，大大简化了故障定位的过程。

附图说明

图1为根据本发明实施例的、基于实体间依赖关系图的电网故障快速定位方法的流程图。

图2为根据本发明实施例的、根据实体间依赖关系图进行故障定位的原理图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

为了实现对智能电网的实时监控和综合管理，通常会在智能电网的关键节点、关键设备处设置报警设备，用于监控所述关键节点和所述关键设备的相关参数。为了实现本发明，需要对所述关键节点和所述关键设备进行“层级”的区分，下文中出现的“层”的高低由如下方式来定义：如果设备A的故障报警依赖于设备B的故障报警而出现，则设备B被认为是设备A的下层设备。

如图1所示，本发明所提出的基于实体间依赖关系图的电网故障快速定位方法具体包括以下步骤：

SS1、根据电网中的各个实体之间的发生故障的依赖关系，建立实体间依赖关系图；

其中，所述实体间依赖关系图包括代表所述各个实体的多个实体节点，被其他实体节点所依赖的实体节点称为“层达”实体节点。

所述实体间依赖关系图中的每一个实体结点代表着每一个被监视的系统，设备或系统设备的参数。每个节点间用连接线可代表两个节点间的依赖关系。

实体间依赖关系图是根据被监视系统或设备的实际情况动态变化，依赖图的节点及各节点间的依赖关系可根据实际情况增加删减。实体间依赖关系图支持分布式的管理方式，它的节点及依赖关系可被不同的管理人员配置管理，实体依赖图动态变化。实体间依赖关系图中每个节点会被定义两个状态，正常或故障。这种简单的状态定义简化了过滤告警事件的过滤逻辑，提高故障定位的执行效率。同时每个节点的故障状态也被定义了错误信息的通知目的地。

本发明通过实体关系描述语言定义实体以及实体间依赖关系图。实体关系描述语言用来描述电网调度自动化集中监控系统中被监视系统，设备或各类参数间的相互之间的依赖关系，该语言定义的实体依赖关系可被生成一张反映各实体间相互依赖的依赖关系图。

如图2所示，A1，A2和A3为最初发生告警事件的实体节点，A1和A2具有共同的依赖实体节点B1，也就是说，如果实体节点B1报警，则实体节点A1和A2均报警。此外，A2和A3具有共同的依赖实体节点B2，B3是A3的依赖实体节点。由此可以看出，B1是A1和A2的下层节点，B2是A2和A3的下层节点，B3是A3的下层节点。另外，A1和B2具有共同的依赖实体节点C1，B1和B3具有共同的依赖实体节点C2。也就是说，C1是A1和B2的下层节点，C2是B1和B3的下层节点。

SS2、将所述实体间依赖关系图分割为多个子实体间依赖关系图；

具体的，对于每一个最底层的“层达”实体节点来说，根据逐层到达所述最底层的“层达”实体节点所经过的路径以及所包括的各个实体节点，形成一个子实体间依赖关系图。

下面对如何根据层达算法将所述实体间依赖关系图分割为多个子实体间依赖关系图进行详细的举例说明。

由节点C1来看，A2和A3具有共同依赖的实体节点B2，A1和B2具有共同依赖的节点C1，也就是说，A1，A2，A3、B1以及C1根据上述依赖关系组成了一个子实体间依赖关系图，在此称为第一子实体间依赖关系图。在该第一子实体间依赖关系图中，A2和A3为第一层实体节点，A1和B2为第二层实体节点，C1为第三层实体节点，其中，第一层实体节点依赖于第二层实体节点，第二层实体节点依赖于第三层实体节点。

同样的，由节点C2来看，A1和A2具有共同依赖的实体节点B1，A3依赖于B3，B1和B3具有共同依赖的实体节点C2，也就是说，A1，A2，A3、B1、B3以及C2根据上述依赖关系组成了另外一个子实体间依赖关系图，在此称为第二子实体间依赖关系图。在该第二子实体间关系依赖图中，A1，A2和A3为第一层实体节点，B1和B3为第二层实体节点，C2为第三层实体节点，其中，第一层实体节点依赖于第二层实体节点，第二层实体节点依赖于第三层实体节点。

通过以上举例说明可知，根据“层达”的处理方法，会将实体间依赖关系图分割成大小不一的多个子实体间依赖关系图。

SS3、将报警信息映射到所述各个子实体间依赖关系图中的相应实体节点；电网自动化集中监视系统收到的各类告警信息会被映射到依赖关系图中的相应实体节点，被若干实体节点依赖的共同依赖实体节点可将依赖实体节点的事件浓缩成自己的告警事件。

SS4、并行地对分割后的各个子实体间依赖关系图执行搜索处理，定位发生故障的实体节点。

步骤SS4中对于每个子实体间依赖关系图所执行的搜索处理，具体包括以下步骤：

1)判断最初报警的第一层各个实体节点是否具有发生故障的实体节点，如果是，则转到步骤5)；否则，转到步骤2)；

2)根据所述子实体间依赖关系图，确定最初报警的第一层各个实体节点所共同依赖的“层达”实体节点，并判断所述“层达”实体节点所在层中的实体节点是否具有发生故障的实体节点，如果是，则转到步骤5)；否则，转到步骤3)；

3)根据所述子实体间依赖关系图，确定所述“层达”实体节点以及该层其他实体节点之间所共同依赖的下一层的“层达”实体节点；

4)判断所述下一层的“层达”实体节点所在层中的实体节点是否具有发生故障的实体节点，如果是，则转到步骤5)；否则，针对所述下一层的“层达”实体节点，转到步骤3)；

5)将发生故障的实体节点确定为“位达”实体节点，并由所述“位达”实体节点发出故障报警通知。

现针对图2对步骤SS4所执行的处理作进一步地举例说明。

以上述第二子实体间依赖关系图为例，A1，A2和A3为最初告警的实体，它们作为第一层的实体，首先，判断该第一层的告警实体是否具有发生故障的实体节点，如果判断出A1-A3中的一个或者几个确实发生了故障，则执行上述步骤5)的处理；否则，就根据第二子实体间依赖关系图，确定A1-A3实体节点所共同依赖的“层达”实体节点，由图2可知，在第二子实体间依赖关系图中，A1和A2具有共同依赖的实体B1，A2和A3具有共同依赖的实体B2，所以，B1和B2就是确定出的“层达”实体节点，在B1和B2所在的第二层中还有B3，因此，判断B1-B3是否具有有发生故障的实体节点，如果判断出B1-B3中的一个或者几个确实发生了故障，则执行上述步骤5)的处理；否则，就根据第二子实体间依赖关系图，确定B1-B3实体节点所共同依赖的下一层的“层达”实体节点。由图2可知，该下一层的“层达”实体节点为C2，根据本发明的原理，如果B1-B3均不是发生故障的实体，那么作为最底层的C2则应该是发生故障的实体。

本发明可以对智能电网中的大量故障报警信息进行快速筛查，准确定位发生故障的真实设备，从而为后续的工作节省大量时间，能够减少因电网故障无法定位而带来的经济损失。江苏电网调度自动化集中监视系统中使用了本发明方法去处理当电网发生故障时在海量的告警风暴中快速定位正在的故障源，帮助电网调度值班人员快速准确地发现和预报电网故障。由此可见，本发明具有较高的实际应用价值。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (1)

1.一种基于实体间依赖关系图的电网故障快速定位方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

SS1、根据电网中的各个实体之间的发生故障的依赖关系，建立实体间依赖关系图；其中，所述实体间依赖关系图包括代表所述各个实体的多个实体节点，被其他实体节点所依赖的实体节点称为“层达”实体节点；

SS2、将所述实体间依赖关系图分割为多个子实体间依赖关系图；所述步骤SS2具体包括：对于每一个最底层的“层达”实体节点来说，根据逐层到达所述最底层的“层达”实体节点所经过的路径以及所包括的各个实体节点，形成一个子实体间依赖关系图；

SS3、将报警信息映射到各个所述子实体间依赖关系图中的相应实体节点；

SS4、将所述实体间依赖关系图中的每个实体节点定义为正常或者故障两种状态；并行地对分割后的各个子实体间依赖关系图执行搜索处理，定位发生故障的实体节点；所述实体之间的发生故障的依赖关系是指，如果实体节点B的故障会引起实体节点A的故障，则实体节点A依赖于实体节点B，并且实体节点B被认为是实体节点A的下层实体节点；所述步骤SS4中对于每个子实体间依赖关系图所执行的搜索处理，具体包括以下步骤：

1)判断最初报警的第一层各个实体节点是否具有发生故障的实体节点，如果是，则转到步骤5)；否则，转到步骤2)；

2)根据所述子实体间依赖关系图，确定最初报警的第一层各个实体节点所共同依赖的“层达”实体节点，并判断所述“层达”实体节点所在层中的实体节点是否具有发生故障的实体节点，如果是，则转到步骤5)；否则，转到步骤3)；

3)根据所述子实体间依赖关系图，确定所述“层达”实体节点以及该层其他实体节点之间所共同依赖的下一层的“层达”实体节点；

4)判断所述下一层的“层达”实体节点所在层中的实体节点是否具有发生故障的实体节点，如果是，则转到步骤5)；否则，针对所述下一层的“层达”实体节点，转到步骤3)；

5)将发生故障的实体节点确定为“位达”实体节点，并由所述“位达”实体节点发出故障报警通知。