CN107748965A

CN107748965A - 基于信息相似度的配电网故障培训评价方法

Info

Publication number: CN107748965A
Application number: CN201711083841.3A
Authority: CN
Inventors: 王继生; 郭锐; 刘方方; 张建峰; 孙嘉; 张婷婷; 张艳艳; 张伟; 刘晓亮
Original assignee: Integrated Electronic Systems Lab Co Ltd; Liaocheng Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Current assignee: Integrated Electronic Systems Lab Co Ltd; Liaocheng Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2018-03-02
Anticipated expiration: 2037-11-07
Also published as: CN107748965B

Abstract

基于信息相似度的配电网故障培训评价方法，包括：建立故障隔离实际信息阵FIPI，记录调度员故障判定与隔离实际操作的结果信息，建立故障隔离标准信息阵FISI，记录故障判定与隔离标准操作的结果信息；建立负荷转供实际信息阵LTPI，记录调度员负荷转供实际操作的结果信息，建立负荷转供标准信息阵LTSI，综合描述故障隔离标准操作后的负荷转供结果信息；建立故障隔离综合评价指标FIFI，描述调度员故障隔离过程中对各条馈线故障的处理水平；建立负荷转供综合评价指标LTFI，描述调度员负荷转供过程中对各条馈线故障的处理水平；调度员故障隔离及负荷转供操作后，运用加权法对调度员故障隔离及供电恢复操作进行综合评分DTS。

Description

基于信息相似度的配电网故障培训评价方法

技术领域

本发明属于配电网调度员故障判定培训领域，具体涉及一种基于信息相似度的配电网故障培训评价方法。

背景技术

随着智能电网的发展，配电网的建设规模日趋扩大，监控设备日趋增多，运行流程日趋复杂。为确保供电质量的安全性、经济性和可靠性，对电网调度运行人员的专业水平提出了更高的要求。

调度员培训仿真系统作为调度运行人员日常培训与事故反演的重要手段被广泛应用。而对调度学员的水平及培训过程给出合理的评价一直是调度员培训仿真的难点。目前调度员培训仿真系统主要包括两类，一种是变电站培训仿真系统，另一种是电网培训仿真系统。其评分方法主要包括人工干预评分法、传统加减分法，人工智能匹配法等。

配网调度员培训仿真系统有其自身的特点，其既不同于变电站培训仿真的保护独立性，也不同于主网调度员培训仿真的保护复杂性。当故障发生时，需要根据故障告警信号快速判定故障区间，隔离故障。配电网调度员的故障判定培训评价方法是对调度员在培训仿真中的故障判定操作进行的自动评价方法，对调度员培训仿真的实用化应用具有重要现实意义。

发明内容

本发明的目的在于解决配电网调度员故障判定培训的评价问题，结合配电网特点，提出一种基于信息相似度的配电网故障培训评价方法。

本发明采取的技术方案为：基于信息相似度的配电网故障培训评价方法，包括：

(1)建立故障隔离实际信息阵FIPI，记录调度员故障判定与隔离实际操作的结果信息，建立故障隔离标准信息阵FISI，记录故障判定与隔离标准操作的结果信息；

(2)建立负荷转供实际信息阵LTPI，记录调度员负荷转供实际操作的结果信息，建立负荷转供标准信息阵LTSI，综合描述故障隔离标准操作后的负荷转供结果信息；

(3)建立故障隔离综合评价指标FIFI，描述调度员故障隔离过程中对各条馈线故障的处理水平；

(4)建立负荷转供综合评价指标LTFI，描述调度员负荷转供过程中对各条馈线故障的处理水平；

(5)调度员故障隔离及负荷转供操作后，运用加权法对调度员故障隔离及供电恢复操作进行综合评分DTS。

利用各条馈线的故障隔离操作步骤数fp_n1、故障隔离操作时间fp_n2、故障隔离操作失电重要用户数fp_n3、失电负荷量fp_n4、误操作步骤数fp_n5和故障隔离实际范围集fp_n6，上述均为公知信息，建立故障隔离实际信息阵FIPI，具体方法为：

其中，每一行为一条馈线的故障隔离信息，n为馈线数；第1列为故障隔离操作步骤数fp_n1，即隔离故障过程中需要进行的操作步骤的总和，表示调度员故障处理的过程；第2列为故障隔离操作时间fp_n2，单位为秒，表示调度员故障处理的简洁性；第3列为故障隔离操作失电重要用户数fp_n3，表示调度员故障隔离操作对重要用户的影响程度；第4列为失电负荷量fp_n4，表示调度员隔离操作对供电电量的影响；第5列为误操作步骤数fp_n5，表示调度员违反防误操作的步骤数；第6列为故障隔离实际范围集fp_n6，表示调度员故障隔离的实际范围。

利用各条馈线的故障隔离操作步骤数fs_n1、故障隔离操作时间fs_n2、故障隔离操作失电重要用户数fs_n3、失电负荷量fs_n4、误操作步骤数fs_n5＝0和故障隔离标准范围集fs_n6，上述均为公知信息，建立故障隔离标准信息阵FISI，具体方法为：

其中，各参数结构与故障隔离实际信息阵FIPI完全相同，第5列元素因无错误操作步骤，故此全部为0。

利用各条馈线的负荷转供操作步骤数lp_n1、负荷转供操作时间lp_n2、负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电重要负荷数lp_n3、负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电负荷量lp_n4、负荷转供过程中违反防误操作规则的操作步骤数lp_n5和负荷转供实际范围集lp_n6，上述均为公知信息，建立负荷转供实际信息阵LTPI，具体方法为：

其中，每一行为一条馈线故障的负荷转供操作信息，n为馈线数；第1列为负荷转供操作步骤数lp_n1，表示调度员在负荷转供的处理过程；第2列为负荷转供操作时间lp_n2，单位为秒，表示调度员负荷转供的简洁性；第3列为负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电重要负荷数lp_n3；第4列为负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电负荷量lp_n4；第5列为负荷转供过程中违反防误操作规则的操作步骤数lp_n5；第6列为负荷转供实际范围集lp_n6，若负荷转供过程中导致本侧线路或联络开关对侧线路再次失电，则规定该列值为-1。

利用各条馈线的负荷转供操作步骤数ls_n1、负荷转供操作时间ls_n2、负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电重要负荷数ls_n3、负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电负荷量ls_n4、负荷转供过程中违反防误操作规则的操作步骤数ls_n5和负荷转供标准范围集ls_n6，上述均为公知信息，建立负荷转供标准信息阵LTSI，具体方法为：

其中，各参数结构与负荷转供实际信息阵LTPI完全相同。

利用第i条故障馈线的隔离操作步骤评价结果r_i1、隔离操作时间评价结果r_i2、隔离操作失电重要负荷评价结果r_i3、隔离操作失电负荷量评价结果r_i4、隔离操作防误操作评价结果r_i5和隔离操作范围评价结果r_i6，结合评价权重α₁～α₆，权重为人为设定，建立故障隔离综合评价指标FIFI，具体方法为：

其中，r_i1为第i条故障馈线的隔离操作步骤评价结果；r_i2为第i条故障馈线的隔离操作时间评价结果，r_i3为第i条故障馈线的隔离操作失电重要负荷评价结果，r_i4为第i条故障馈线的隔离操作失电负荷量评价结果，r_i5为第i条故障馈线的隔离操作防误操作评价结果，r_i6为第i条故障馈线的隔离操作范围评价结果；α₁～α₆分别为每列元素的评价权重，取值范围为[0，1]，且其总和为1，一般情况下按照重要程度各个权重的取值分别为0.1、0.1、0.2、0.1、0.3、0.2。

所述的隔离操作步骤评价结果r_i1，利用故障隔离实际信息阵FIPI和故障隔离标准信息阵FISI的故障隔离操作步骤数的相似度得到，具体为：

所述的故障馈线的隔离操作时间评价结果r_i2，利用故障隔离实际信息阵FIPI和故障隔离标准信息阵FISI的故障隔离操作时间的相似度得到，具体为：

所述的隔离操作失电重要负荷评价结果r_i3，利用故障隔离实际信息阵FIPI和故障隔离标准信息阵FISI的故障隔离操作失电重要用户数的相似度得到，具体为：

所述的隔离操作失电负荷量评价结果r_i4，利用故障隔离实际信息阵FIPI和故障隔离标准信息阵FISI的失电负荷量的相似度得到，具体为：

所述的隔离操作防误操作评价结果r_i5，利用故障隔离实际信息阵FIPI的误操作步骤数的相似度得到，具体为：

所述的隔离操作范围评价结果r_i6，利用故障隔离实际信息阵FIPI和故障隔离标准信息阵FISI的故障隔离实际范围集的相似度得到，具体为：

当隔离操作为包含隔离时，

当隔离操作为上游隔离、下游隔离或分支隔离时，r_i6＝0。

其中，card(fs_i6)、card(fp_i6)为集合fs_i6和fp_i6中所含的元素数；fp_i1、fp_i2、fp_i3、fp_i4、fp_i5、fp_i6为故障隔离实际信息阵FIPI中的各列；fs_i1、fs_i2、fs_i3、fs_i4、fs_i5、fs_i6为故障隔离标准信息阵FISI中的各列。

利用第i条故障馈线的转供操作步骤评价结果w_i1、转供操作时间评价结果w_i2、转供操作失电重要负荷评价结果w_i3、转供操作失电负荷量评价结果w_i4、转供操作防误操作评价结果w_i5和转供操作范围评价结果w_i6，结合评价权重β₁～β₆，权重为人为设定，建立负荷转供综合评价指标LTFI，具体方法为：

其中，w_i1为第i条故障馈线的转供操作步骤评价结果；w_i2为第i条故障馈线的转供操作时间评价结果，w_i3为第i条故障馈线的转供操作失电重要负荷评价结果，w_i4为第i条故障馈线的转供操作失电负荷量评价结果，w_i5为第i条故障馈线的转供操作防误操作评价结果，w_i6为第i条故障馈线的转供操作范围评价结果；β₁～β₆分别为每列元素的评价权重，取值范围为[0，1]，且其总和为1，一般情况下按照重要程度各个权重的取值分别为0.1、0.1、0.2、0.2、0.2、0.2。

所述的转供操作步骤评价结果w_i1，利用负荷转供实际信息阵LTPI和负荷转供标准信息阵LTSI的负荷转供操作步骤数的相似度得到，具体为：

所述的转供操作时间评价结果w_i2，利用负荷转供实际信息阵LTPI和负荷转供标准信息阵LTSI的负荷转供操作时间的相似度得到，具体为：

所述的转供操作失电重要负荷评价结果w_i3，利用负荷转供实际信息阵LTPI和负荷转供标准信息阵LTSI的负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电重要负荷数的相似度得到，具体为：

所述的转供操作失电负荷量评价结果w_i4，利用负荷转供实际信息阵LTPI和负荷转供标准信息阵LTSI的负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电负荷量的相似度得到，具体为：

所述的转供操作防误操作评价结果w_i5，利用负荷转供实际信息阵LTPI的负荷转供过程中违反防误操作规则的操作步骤数的相似度得到，具体为：

所述的转供操作范围评价结果w_i6，利用负荷转供实际信息阵LTPI和负荷转供标准信息阵LTSI的负荷转供实际范围集的相似度得到，具体为：

当隔离操作为包含隔离时，

当隔离操作为上游隔离、下游隔离或分支隔离时，w_i6＝0。

其中，card(ls_i6)、card(lp_i6)为集合ls_i6和lp_i6中所含的元素数；lp_i1、lp_i2、lp_i3、lp_i4、lp_i5、lp_i6为负荷转供实际信息阵LTPI中的各列；ls_i1、ls_i2、ls_i3、ls_i4、ls_i5、ls_i6为负荷转供标准信息阵LTSI中的各列。

调度员故障隔离及负荷转供操作后，利用故障隔离综合评价指标FIFI和负荷转供综合评价指标LTFI，结合故障隔离操作及负荷转供操作权重因子λ₁和λ₂，权重因子为人为设定，运用加权法对调度员故障隔离及供电恢复操作进行综合评分DTS，具体为：

DTS＝λ₁FIFI+λ₂LTFI

其中，λ₁、λ₂为故障隔离操作及负荷转供操作权重因子，取值为0～1，λ₁+λ₂＝1，一般取值为0.6、0.4。

本发明提出一种基于信息相似度的配电网故障培训评价方法，该评价方法能较好的反映调度员故障隔离的操作过程，具有较好的实用化培训评价意义。

具体实施方式

基于信息相似度的配电网故障培训评价方法，包括：

其中，各参数结构与负荷转供实际信息阵LTPI完全相同。

所述的隔离操作时间评价结果r_i2，利用故障隔离实际信息阵FIPI和故障隔离标准信息阵FISI的故障隔离操作时间的相似度得到，具体为：

当隔离操作为包含隔离时，

当隔离操作为上游隔离、下游隔离或分支隔离时，r_i6＝0。

当隔离操作为包含隔离时，

当隔离操作为上游隔离、下游隔离或分支隔离时，w_i6＝0。

DTS＝λ₁FIFI+λ₂LTFI

Claims

1.基于信息相似度的配电网故障培训评价方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的基于信息相似度的配电网故障培训评价方法，其特征在于：利用各条馈线的故障隔离操作步骤数fp_n1、故障隔离操作时间fp_n2、故障隔离操作失电重要用户数fp_n3、失电负荷量fp_n4、误操作步骤数fp_n5和故障隔离实际范围集fp_n6，建立故障隔离实际信息阵FIPI，具体方法为：

利用各条馈线的故障隔离操作步骤数fs_n1、故障隔离操作时间fs_n2、故障隔离操作失电重要用户数fs_n3、失电负荷量fs_n4、误操作步骤数fs_n5＝0和故障隔离标准范围集fs_n6，建立故障隔离标准信息阵FISI，具体方法为：

3.根据权利要求1所述的基于信息相似度的配电网故障培训评价方法，其特征在于：利用各条馈线的负荷转供操作步骤数lp_n1、负荷转供操作时间lp_n2、负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电重要负荷数lp_n3、负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电负荷量lp_n4、负荷转供过程中违反防误操作规则的操作步骤数lp_n5和负荷转供实际范围集lp_n6，建立负荷转供实际信息阵LTPI，具体方法为：

利用各条馈线的负荷转供操作步骤数ls_n1、负荷转供操作时间ls_n2、负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电重要负荷数ls_n3、负荷转供过程中因甩负荷或错误操作导致的失电负荷量ls_n4、负荷转供过程中违反防误操作规则的操作步骤数ls_n5和负荷转供标准范围集ls_n6，建立负荷转供标准信息阵LTSI，具体方法为：

4.根据权利要求1或2所述的基于信息相似度的配电网故障培训评价方法，其特征在于：利用第i条故障馈线的隔离操作步骤评价结果r_i1、隔离操作时间评价结果r_i2、隔离操作失电重要负荷评价结果r_i3、隔离操作失电负荷量评价结果r_i4、隔离操作防误操作评价结果r_i5和隔离操作范围评价结果r_i6，结合评价权重α₁～α₆，建立故障隔离综合评价指标FIFI，具体方法为：

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当隔离操作为包含隔离时，

当隔离操作为上游隔离、下游隔离或分支隔离时，r_i6＝0。

5.根据权利要求1或3所述的基于信息相似度的配电网故障培训评价方法，其特征在于：利用第i条故障馈线的转供操作步骤评价结果w_i1、转供操作时间评价结果w_i2、转供操作失电重要负荷评价结果w_i3、转供操作失电负荷量评价结果w_i4、转供操作防误操作评价结果w_i5和转供操作范围评价结果w_i6，结合评价权重β₁～β₆，建立负荷转供综合评价指标LTFI，具体方法为：

<mrow> <mi>L</mi> <mi>T</mi> <mi>F</mi> <mi>I</mi> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&beta;</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&beta;</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mn>2</mn> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&beta;</mi> <mn>3</mn> </msub> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mn>3</mn> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&beta;</mi> <mn>4</mn> </msub> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mn>4</mn> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&beta;</mi> <mn>5</mn> </msub> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mn>5</mn> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&beta;</mi> <mn>6</mn> </msub> <msub> <mi>w</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mn>6</mn> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

当隔离操作为包含隔离时，

当隔离操作为上游隔离、下游隔离或分支隔离时，w_i6＝0。

6.根据权利要求1所述的基于信息相似度的配电网故障培训评价方法，其特征在于：调度员故障隔离及负荷转供操作后，利用故障隔离综合评价指标FIFI和负荷转供综合评价指标LTFI，结合故障隔离操作及负荷转供操作权重因子λ₁和λ₂，运用加权法对调度员故障隔离及供电恢复操作进行综合评分DTS，具体为：

DTS＝λ₁FIFI+λ₂LTFI。