CN107844466A - 一种故障录波文件分析模型自动生成系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种故障录波文件分析模型自动生成系统及方法，该系统包括数据处理单元、数据提取单元及模型库，其中，所述模型库内存储有CFG文件及电网模型CIME文件；数据提取单元自动提取CFG文件的通道名称并传送给数据处理单元，所述数据处理单元对通道名称进行格式化及分词处理后获得标准化命名，并结合通道类型建立关系模型依次生成一次设备，同时结合CIME文件中的设备参数信息得到DMF文件。本发明结合通道类型与库中对应类型进行比对自动建立关系模型，依次生成保护、开关、母线、线路、变压器等结构，不仅减少更新不及时造成故障无法判断的情况，同时提高模型配置的准确率，提高故障判断的精确性，减少人工配置的工作复杂性和配置时间。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统数据处理领域，具体的说，是涉及一种故障录波文件分析模型自动生成系统及方法。
背景技术
电力系统发生故障后，变电站端保护及故障录波装置会生成电力系统暂态数据交换(COMTRADE)通用格式文件，用于记录电力系统内采集到的暂态波形和事故数据。该标准为IEEE于1991年提出，同年完成修订，该标准最后一次修订发布为2017年7月31日《GB/T14598.24-2017量度继电器和保护装置第24部分：电力系统暂态数据交换(COMTRADE)通用格式》。该格式由CFG、DAT、INF、HDR、DMF五种文件组成。
CFG文件是配置文件，是根据设备状态进行预先确定、按照标准化格式生成的,不能改动。使用ASCII格式存储，为相关的DAT文件中的数据做注释是必备文件。
DAT文件是数据文件包含着表示被采样的暂态事件的数据值。数据必须完全符合配置文件所定义的格式，以便供计算机程序阅读。数据文件对于文件中的每个采样，包含着采样数量，时间标记和每个通道的数据值。数据文件的所有数据的格式都是整数。可以使用ASCII和BINARY两种格式进行存储是必备文件。
INF文件是信息文件包含文件创建者希望使之对用户有用的信息之外的特别信息。信息文件是可选文件。
HDR文件是故障报告文件，是对故障触发过程记录的补充说明。文件包含装置描述信息、保护动作事件、故障前的开入自检信号状态、故障过程中的开入自检信号变化事件、定值信息是可选文件。
DMF文件是故障数据模型文件，描述装置记录的通道与一、二次设备间的关联关系，DMF文件应遵循XML Schema语法规则和UTF-8编码规则。记录高级应用需要的通道数据基础上还应配置一次设备的各种参数，以及对装置的描述信息(如：生产厂家、型号、软件版本、装设地点等)是可选文件。
COMTRADE文件是电力系统故障分析人员的主要数据来源，分析软件依靠CFG和DAT文件，可以根据电压、电流的的变化情况绘制曲线、向量图、阻抗轨迹、序分量计算、功率计算和谐波结算。如果需要对故障进行深入分析，需要配合DMF文件来完成高级分析功能，从而形成详细的故障分析报告包含故障设备、故障性质、故障相别、跳闸相别、重合闸情况和故障测距。
目前，DMF文件一般为厂站端手动配置生成，且生成效果依赖工程人员配置水平，同时缺乏相应的系统关系数据不完整，后期扩建设备需要重新配置，实用性不高。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种故障录波文件分析模型自动生成系统及方法，本发明基于CFG文件和一次设备模型，从中提取模拟量、开关量通道名称通过格式化名称及分词后获得标准化名称，结合通道类型与模型库中的对应类型进行比对后，建立模拟量和开关量通道的关联模型，依次生成保护、开关、母线、线路、变压器等一次设备，不仅减少更新不及时造成故障无法判断的情况，同时提高模型配置的准确率，提高故障判断的精确性，减少人工配置的工作复杂性和配置时间。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种故障录波文件分析模型自动生成系统，该系统包括：包括数据处理单元、数据提取单元及模型库，所述模型库内存储有CFG文件及电网模型CIME文件；数据提取单元自动提取CFG文件的通道名称并传送给数据处理单元，所述数据处理单元对通道名称进行格式化及分词处理后获得标准化命名，结合通道类型建立关系模型，并依次生成一次设备，同时结合CIME文件中的设备参数信息得到DMF文件。其中，
所述CFG文件，具体和生成DMF文件相关的内容包括：设备参数信息、模拟量信息及开关量信息；
所述设备参数信息，对变电站名称、录波装置ID、COMTRADE版本进行描述，用于标识文件所述设备和解析方式；
所述模型库，依据COMTRDE通用格式文件中的DMF文件约束，建立模拟量通道和开关量通道的语义标签，该语义标签包含开关量通道类型分类、分词规则等，用于建立模拟量和开关量通道的关联模型和生成一次设备；
所述模拟量通道，对通道名称、相位、单位、乘数、偏移加数、最小值、最大值、一次系数、二次系数及转换系数等模拟量进行约定，用于解析DAT文件中的故障数据；
所述开关量通道，对通道名称、相位特征及常规状态等开关量进行约定，用于解析DAT文件中的故障数据；
进一步的，所述电网模型CIME文件，是一个抽象模型，描述了电力企业所有主要对象，具体和生成DMF文件相关内容包括：
厂站信息，对厂站类型和带路径厂站名称进行解析，用于装置与电网拓扑建立关联关系；
一次设备，对间隔、断路器、刀闸、母线段、线路、交流线段、变压器、变压器绕组等信息进行解析，用于生成DMF文件中的一次设备参数和关联关系。
一种基于上述系统的工作方法，具体步骤包括：
(1)获取CFG文件中模拟量、开关量的通道名称；
(2)对所有通道名称进行格式化后做分词操作，获取标准化命名；
(3)将所获取的通道类型与对应模型库中进行对比，并自动建立模拟量和开关量的关联
关系模型；
(4)依据关联关系，生成一次设备，并进行合理性判断，若不符合合理性判断，则重新
进行分类操作和建立关联关系，若符合合理性判断，则进入步骤(5)；
(5)根据生成的设备结构和CFG通道情况按照标准格式生成DMF文件。
所述步骤(2)中，对所有通道名称进行格式化操作，分为模拟量通道和开关量通道：
去掉名称中的空格、并对-和_、KV、kv、Kv和kV进行格式化。
对于通道名称按照一定的策略将待分析的汉字串与机器词典中的词条进行匹配，若在词典中识别出一个词，则匹配成功。按照扫描方向的不同，串匹配分词方法可以分为正向匹配和逆向匹配；按照不同长度优先匹配的情况，可以分为最大(最长)匹配和最小(最短)匹配，从而获得标准化命名。
所述步骤(3)中，获取标准化命名的通道及类型与模拟库中名称进行比对，根据模型库中的语义标签，建立模拟量和开关量关联关系。
所述步骤(4)中，根据关系自动生成一次设备，如变压器的绕组信息，并将CIME文件中的参数信息填充到设备结构中。
所述步骤(5)中，根据设备结构和CFG文件生成DMF文件。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明让故障录波文件模型自动生成，减少更新不及时造成故障无法判断的情况，
同时可提高模型配置的准确率，提高故障判断的精确性，减少人工配置的工作复杂性和
配置时间；
(2)本发明同时可以实现单个装置和系统的关联关系，对不同系统的模型结构进行适配，提高模型的可用率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本发明系统的数据流程架构图；
图2是本发明模型自动生成的流程图；
其中，1.CFG文件，2.格式化后的名称，3.CIME文件，4.DMF文件，5.获取通道名称，6.对名称进行格式化，7.对比关联，8.模型库，9.生成结构，10.合理性判断，11.输出DMF文件。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下述实施例为本申请的一种典型的实施方式，如图1所示，故障录波文件分析模型自动生成系统，该系统包括数据处理单元、数据提取单元及模型库，其中，所述模型库内存储有CFG文件及电网模型CIME文件；数据提取单元自动提取CFG文件的通道名称并传送给数据处理单元，所述数据处理单元对通道名称进行格式化及分词处理后获得标准化命名，并结合通道类型建立关系模型依次生成一次设备，同时结合CIME文件中的设备参数信息得到DMF文件。
利用上述系统的故障录波文件分析模型自动生成方法，具体工作流程为：
(1)获取CFG文件中模拟量、开关量的通道名称；
(2)对所有通道名称进行格式化后做分词操作，获取标准化命名；
(3)将所获取的通道类型与对应模型库中的名称对比，并自动建立模拟量和开关量通道
的关联关系；更为具体的：获取标准化命名的通道及类型与模型库中名称进行比对，将
所获的通道类型和线路、母线、绕组、开关、保护等自动建立关系；
(4)依据关联关系，生成一次设备，并进行合理性判断，若不符合合理性判断，则重新
进行分类操作和建立关联关系，若符合合理性判断则进入步骤(5)；
(5)根据生成的设备结构和CFG通道情况按照标准格式生成DMF文件。
步骤(1)中，对通道名称进行格式化操作，去除语义化差异，并进行分词为后续提供分类提供基础。
步骤(2)中，对所有通道名称进行格式化操作，分为模拟量通道和开关量通道；去掉名称中的空格、并对-和_、KV、kv、Kv和kV进行格式化。
对于通道名称按照一定的策略，将待分析的汉字串与机器词典中的词条进行匹配，若在词典中识别出一个词，则匹配成功。按照扫描方向的不同，串匹配分词方法可以分为正向匹配和逆向匹配；按照不同长度优先匹配的情况，可以分为最大(最长)匹配和最小(最短)匹配，从而获得标准化命名。
本实施例中，获取各参数名称的方法具体为：
开关标准名称获取方法：匹配名称中连续四个数字，则判断为标准开关名称。
变压器标准名称获取方法：获取变字前面部分中的数字。
母线标准名称获取方法：将类似罗马数字均转换为罗马数字，获取罗马数字。
线路标准名称获取方法：将类似罗马数字转换为罗马数字，获取线、路、回前面的字符串为标准名称。
线路标准名称获取方法：将类似罗马数字转换为罗马数字，获取“保护”前面的字符串为标准名称。
步骤(3)中，合理性检查结果会实时修正类型模型库，提高后续文件的分类合理性。
步骤(4)中，依据CIME文件中的设备参数，形成完整的分析模型。
在某调度中心部署了本发明所述的故障录波文件分析模型自动生成方法，实现了以下功能：
1、自动根据装置提供的CFG文件，对通道进行解析，并形成一次设备，并根据CIME文件中的一次设备参数自动生成完整的分析模型。
2、减少人员的配置工作，提高文件的可用率，给故障分析提供有力的保障。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种故障录波文件分析模型自动生成系统，其特征在于：包括数据处理单元、数据提取单元及模型库，其中，所述模型库内存储有CFG文件及电网模型CIME文件；数据提取单元自动提取CFG文件的通道名称并传送给数据处理单元，所述数据处理单元对通道名称进行格式化及分词处理后获得标准化命名，并结合通道类型建立关系模型依次生成一次设备，同时结合CIME文件中的设备参数信息得到DMF文件。
2.根据权利要求1所述的一种故障录波文件分析模型生成系统，其特征在于：所述CFG文件，具体和生成DMF文件相关的内容包括：设备参数信息、模拟量信息及开关量信息。
3.根据权利要求2所述的一种故障录波文件分析模型生成系统，其特征在于：所述设备参数信息，对变电站名称、录波装置ID、COMTRADE文件版本进行描述，用于标识文件所述设备和解析方式；
所述模拟量通道，对模拟量进行约定，用于解析DAT文件中的故障数据；
所述开关量通道，对开关量进行约定，用于解析DAT文件中的故障数据。
4.根据权利要求1所述的一种故障录波文件分析模型生成系统，其特征在于：所述电网模型CIME文件，是一个抽象模型，描述了电力企业所有主要对象，具体和生成DMF文件相关内容包括：厂站信息和一次设备。
5.根据权利要求4所述的一种故障录波文件分析模型生成系统，其特征在于：
所述厂站信息，对厂站类型和带路径厂站名称进行解析，用于装置与电网拓扑建立关联关系；
所述一次设备，用于生成DMF文件中的一次设备参数和关联关系。
6.采用权利要求1-5中任一项所述的一种故障录波文件分析模型自动生成系统的故障录波文件分析模型自动生成方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)获取CFG文件中模拟量、开关量的通道名称；
(2)对所有通道名称进行格式化后做分词操作，获取标准化命名；
(3)将所获取的通道类型与对应模型库中的名称对比，并自动建立模拟量和开关量通道的关联关系；
(4)依据关联关系，生成一次设备，并进行合理性判断，若不符合合理性判断，则重新进行分类操作和建立关联关系，若符合合理性判断，则进入步骤(5)；
(5)根据生成的设备结构和CFG通道情况按照标准格式生成DMF文件。
7.根据权利要求6所述的一种故障录波文件分析模型自动生成方法，其特征在于：所述步骤(2)中，对所有通道名称进行格式化操作，分为模拟量通道和开关量通道。
8.根据权利要求6所述的一种故障录波文件分析模型自动生成方法，其特征在于：步骤(2)中，获取标准化命名的具体方法为：将通道名称中待分析的汉字串与机器词典中的词条进行匹配，若在词典中识别出一个对应的字，则匹配成功；按照扫描方向的不同，串匹配分词方法可以分为正向匹配和逆向匹配；按照不同长度优先匹配的情况，可以分为最大匹配和最小匹配，从而获得标准化命名。
9.根据权利要求6所述的一种故障录波文件分析模型自动生成方法，其特征在于：所述步骤(3)中，获取标准化命名的通道及类型与模拟库中名称进行比对，根据模型库中的语义标签，建立模拟量和开关量关联关系。
10.根据权利要求6所述的一种故障录波文件分析模型自动生成方法，其特征在于：所述步骤(4)中，根据关系自动生成一次设备，如变压器的绕组信息，并将CIME文件中的参数信息填充到设备结构中。
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