CN110704700B - 一种基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法，提出标准化变电站一次设备及相关二次设备名称、类别等信息，根据间隔接线方式从拟态专家知识规则库获取间隔一键顺控设备态条件规则，从设备列表中获取设备描述字段和设备类型等信息，匹配规则中的状态表达式，形成一次设备间隔一键顺控设备态信息，并匹配关联的二次设备间隔一键顺控设备态信息。本发明大大节约了人力及财力成本，节省了变电站调试时间，有效提高了运维效率，缩短了停电时间，提升了变电站操作的自动化水平。同时，由于二次设备状态识别判断的引入，降低了误操作的风险，具有极其重要的实际意义。

Description

一种基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法
技术领域
本发明属于电力系统自动控制技术领域，涉及电力系统变电站顺序控制技术，具体涉及一种基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法。
背景技术
随着电网建设高速发展，变电站数量快速增长，顺控操作可以大幅缩减设备倒闸操作时间，提高运维效率，降低误操作风险，具有显著的经济和社会效益。近年来推出的一键顺控技术，更是有效的解决了防误联锁智能校核和设备操作结果双确认判断，是泛在电力物联网的重要表现和实际应用。在工程调试中为了实现一键顺控操作，需要定义每个间隔的各个设备状态表达式，用于识别当前间隔的所处状态，如运行态、热备用态、冷备用态和检修态等等。因此，正确、完整的顺控设备态是整个一键顺控操作的基础，也是正确调用顺控操作票的核心保证。
当前一键顺控设备态的制作主要是由监控厂家工程人员根据业主提供的典型操作票进行分析，获取操作条件并提炼出操作前各设备所处的状态，同时在组态工具中进行人工配置，这种方式配置灵活，操作项目校验方式丰富，但是容易引进人为失误，并且顺控设备态的编写和录入工作量繁复，耗费时间、精力巨大。
此外，当前一键顺控设备态的组成主要是一次设备的典型分、合闸状态，缺乏二次设备状态的识别与校验。目前二次设备的投退和安措执行依然采用在一键顺控操作前、后通过传统操作票形式逐个压板人工投退与核对。这种方式工作效率低下易出错，容易造成二次设备装置误动误告警。
因此，为了保证电力系统的安全稳定运行，减轻运维人员的工作压力，适应电网快速发展的形势，促进一键顺控的推广与应用，有必要研究开发一种顺控设备态的智能化拟制方法。
发明内容
为解决顺控设备态的编写和录入工作量繁复，且缺乏二次设备状态识别与校验的问题，本发明提出来一种基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法。根据典型间隔接线方式从拟态规则专家库获取间隔一键顺控设备态条件规则，从设备列表中获取设备描述字段和设备类型等信息，匹配规则中的状态表达式，形成一次设备间隔一键顺控设备态信息。充分考虑电网的接线方式、运行方式，根据防误安措规则，对一次设备间隔一键顺控设备态进行模式识别，匹配关联的二次设备间隔一键顺控设备态信息。
为实现上述发明目的，本发明的具体方案如下：
一种基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：采集变电站内一次设备及相关保护装置的软压板等二次设备数据信息，依据标准规则进行统一命名和定义，规范一次设备及二次设备所属设备类型，完成标准化处理；
步骤2：建立专家知识规则库一键顺控设备态拟态规则；
其中，专家知识规则库一键顺控设备态拟态规则是指对于间隔的各一键顺控设备态，该间隔内所属一次设备及关联二次设备应当满足的设备状态信息；罗列相关一、二次设备的设备类别和设备状态目标值；所述专家知识规则库将各种可能的间隔设备状态予以定义，每个规则包含目标操作、接线形式、电压等级、典型一次设备状态表达式以及典型二次设备状态表达式；
步骤3：选取目标间隔自动创建一键顺控设备态，当前创建的一键顺控设备态只包含该间隔内一次设备、二次设备的名称和类型，不包含构成一键顺控设备态的一、二次设备状态信息；
根据目标间隔的目标一键顺控设备态、间隔类型和电压等级与步骤2中的专家知识规则库一键顺控设备态拟态规则中的目标操作、接线形式、电压等级进行自动匹配，获取目标一键顺控设备态对应的专家知识规则列表；专家知识规则列表中的信息包含当前一键顺控设备态应对应的典型一次设备状态表达式以及典型二次设备状态表达式，设备状态表达式包含设备类型和设备状态值；
步骤4：将步骤1中规范化的一、二次设备与步骤3中获得的专家知识规则列表中的信息进行自动匹配，生成对应的一键顺控设备态列表，并通过图、文直观的展示出来；
在自动生成的顺控操作态列表中，可以人工进行增、删、改操作和校核工作，形成最终的一键顺控设备态。
本发明进一步包括以下优选方案。
在步骤1中，对于一次设备，采集一次设备的电压等级、所属间隔和设备类型数据，其中，一次设备类型包括断路器、线路侧隔离刀闸、母线侧隔离刀闸、接地刀闸，基于变电站的一次设备接线方式、运行方式，建立变电站电网拓扑岛；以间隔为单位，根据电压等级、拓扑关系获取各个间隔一键顺控操作任务运行涉及的一次设备。
在步骤1中，对于二次设备，采集二次设备关联一次设备数据和二次设备类型数据，二次设备类型包括启动失灵软压板、重合闸软压板、停用重合闸软压板、跳闸软压板、SV接收软压板、差动保护软压板。
在步骤2中，一次设备应满足的设备状态信息是指一键顺控设备态对应的一次设备应当满足的状态；二次设备应满足的设备状态信息是指一键顺控设备态对应的一次设备关联的相关二次设备应当满足的状态。
在步骤2中，当某线路间隔处于运行态时，这个间隔下的断路器应处于合位，线路侧隔离刀闸、母线侧隔离刀闸应处于合位，接地刀闸应处于分位；
该线路间隔需要满足的二次设备状态包括停用重合闸类软压板在分位、启动失灵类软压板、重合闸类软压板等在内的其他类软压板在合位。
在步骤2中，所述专家知识规则库将各种可能的间隔设备状态予以定义，每个规则包含目标操作、接线形式、电压等级、一次设备状态表达式以及二次设备状态表达式。
本发明和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法在变电站监控系统中依据变电站标准化设备信息，根据间隔接线方式自动实现各间隔顺控间隔一、二次设备状态定义，不需要人工编写和录入，大大节约了人力及财力成本，节省了变电站调试时间，提高了运维效率，缩短了停电时间，也提升了变电站操作的自动化水平。同时，由于二次设备状态识别判断的引入，降低了误操作的风险。
附图说明
图1是本发明提出的基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法包括如下步骤：
步骤1：采集变电站内一次设备及相关保护装置的软压板等二次设备数据信息，依据标准规则进行统一命名和定义，规范一次设备及二次设备所属设备类型，完成标准化处理；
对于一次设备，采集设备的电压等级、所属间隔和设备类型数据；其中，一次设备类型包括断路器、线路侧隔离刀闸、母线侧隔离刀闸、接地刀闸等，对于双母接线方式，母线侧隔离刀闸需要采集设备类型是I母侧隔离刀闸还是II母侧隔离刀闸；基于变电站的一次设备接线方式、运行方式，建立变电站电网拓扑岛；以间隔为单位，根据电压等级、拓扑关系获取各个间隔一键顺控操作任务运行涉及的一次设备，如常规线路间隔执行一键顺控任务时相关一次设备包括1把断路器、1把线路侧隔离刀闸、1把母线侧隔离刀闸、2把接地刀闸(1把线路侧接地刀闸和1把母线侧接地刀闸)；
对于二次设备，采集设备关联一次设备数据和二次设备类型数据；二次设备主要是指保护装置软压板和智能终端远方/就地操作把手、一次设备机构远方/就地操作把手；二次设备类型主要包括启动失灵软压板、重合闸软压板、停用重合闸软压板、跳闸软压板、SV接收软压板、差动保护软压板，根据二次设备类型可以识别出二次设备主设备类型，如软压板的二次设备主设备类型包括保护功能类压板、母线接收类压板和线路发送类压板；智能终端远方/就地操作把手和一次设备机构远方/就地操作把手处于远方位置状态。
步骤2：建立专家知识规则库一键顺控设备态拟态规则；
其中，专家知识规则库一键顺控设备态拟态规则是指对于间隔的各一键顺控设备态，该间隔内所属一次设备及关联二次设备应当满足的设备状态信息。关联二次设备包括一次设备关联的保护装置所有软压板以及与该保护装置相关的保护装置的软压板集。
一次设备应满足的设备状态信息是指一键顺控设备态对应的一次设备应当满足的状态，如当某线路间隔处于运行态时，这个间隔下的断路器、线路侧隔离刀闸、母线侧隔离刀闸应处于合位，接地刀闸应处于分位；当某线路间隔处于热备用态时，这个间隔下的断路器应处于分位，线路侧隔离刀闸、母线侧隔离刀闸应处于合位，接地刀闸应处于分位；当某线路间隔处于冷备用态时，这个间隔下的断路器、线路侧隔离刀闸、母线侧隔离刀闸、接地刀闸应处于分位；当某线路间隔处于检修态时，这个间隔下的断路器、线路侧隔离刀闸、母线侧隔离刀闸应处于分位，接地刀闸应处于合位；
二次设备应满足的设备状态信息是指一键顺控设备态对应的一次设备关联的相关二次设备应当满足的状态，如当220kV某线路间隔处于运行态时，其线路保护运行状态需要满足的二次设备状态包括该间隔保护装置的停用重合闸软压板在分位，启动失灵软压板、重合闸软压板、跳闸软压板、纵联差动保护软压板、光纤通道一软压板、距离保护软压板、零序过流保护软压板、SV接收软压板、通道一差动保护软压板等在合位。
规则中涉及的一、二次设备状态信息，应罗列相关一、二次设备的设备类别和设备状态目标值。
所述专家知识规则库将各种可能的间隔设备状态予以定义，每个规则包含目标操作、接线形式、电压等级、典型一次设备状态表达式以及典型二次设备状态表达式。
步骤3：选取目标间隔自动创建一键顺控设备态，一键顺控设备态主要包括运行态、热备用态、冷备用态、检修态；当前创建的一键顺控设备态只包含一键顺控设备态名称和类型，不包含构成一键顺控设备态的一、二次设备状态信息。
根据目标间隔的目标一键顺控设备态、间隔类型和电压等级与步骤2中的专家知识规则库拟态规则信息的目标操作、接线形式、电压等级进行自动匹配，获取目标一键顺控设备态对应的专家知识规则列表，如根据电压等级为220kV，间隔类型为线路间隔，目标一键顺控设备态为运行态，从专家知识规则库中进行匹配查询，如果查询到则获取建立的对应拟态规则信息，如果未查询到则反馈查询结果，从而得知建立220kV线路间隔运行态时一、二次设备需要满足的设备状态。
步骤4：将步骤1中规范化的一、二次设备与步骤3中获得的专家知识规则列表中的信息进行自动匹配，生成对应的一键顺控设备态列表，并通过图、文直观的展示出来；
专家知识规则列表中的信息包含当前一键顺控设备态应对应的典型一次设备状态表达式以及典型二次设备状态表达式，设备状态表达式包含设备类型和设备状态值；
一键顺控设备态列表与专家知识规则列表信息一一对应，根据设备类型，将设备状态表达式中的关联设备对应为目标间隔的实际设备；以一个典型220kV线路间隔为例，选取待创建一键顺控设备态，如I母的“运行态”，通过专家知识规则库匹配创建一键顺控设备态内容。一键顺控设备态内容包括220kV罗新II线一次设备全状态和关联二次设备全状态。其中，一次设备全状态包括罗新II线间隔内断路器(618)在合位，隔离刀闸(6182、6183)在合位和接地刀闸(61821、61831、61832)在分位；关联二次设备全状态包括罗新II线一次设备控制回路正常，一次设备机构把手在远方，以及两套保护装置的停用重合闸软压板在分位，启动失灵软压板、重合闸软压板、跳闸软压板、零序过流保护软压板等在合位。
根据设备状态表达式和实际设备的名称，自动组建一键顺控设备态条目状态描述术语，如设备状态表达式为“名称＝‘启动失灵软压板’，状态值＝‘1’”，实际设备为220kV罗新II线保护A套的启动失灵软压板，则自动生成的顺控设备态条目状态描述术语为“220kV罗新II线保护A-PRS753启动失灵软压板在合位”。
在自动生成的顺控操作态列表中，可以人工进行增、删、改操作，从而修正和补充缺少的条件和术语，在完成校核工作后，形成最终的一键顺控设备态。
虽然结合说明书附图对本发明的具体实施方式做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施方式仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：采集变电站内一次设备及相关保护装置的软压板、智能终端远方/就地操作把手、一次设备机构远方/就地操作把手数据信息，依据标准规则进行统一命名和定义，规范一次设备及二次设备所属设备类型，完成标准化处理；
步骤2：建立专家知识规则库一键顺控设备态拟态规则；
其中，专家知识规则库一键顺控设备态拟态规则是指对应间隔的各一键顺控设备态，该间隔内所属一次设备及关联二次设备应当满足的设备状态信息；罗列相关一、二次设备的设备类别和设备状态目标值；所述专家知识规则库将各种可能的间隔设备状态予以定义，每个规则包含目标操作、接线形式、电压等级、一次设备状态表达式以及二次设备状态表达式；
步骤3：选取目标间隔创建一键顺控设备态，当前创建的一键顺控设备态只包含该间隔内一次设备、二次设备的名称和类型，不包含构成一键顺控设备态的一、二次设备状态信息；
根据目标间隔的目标一键顺控设备态、间隔类型和电压等级与步骤2中的专家知识规则库一键顺控设备态拟态规则中的目标操作、接线形式、电压等级进行自动匹配，获取目标一键顺控设备态对应的专家知识规则列表；专家知识规则列表中的信息包含当前一键顺控设备态应对应的一次设备状态表达式以及二次设备状态表达式，设备状态表达式包含设备类型和设备状态值；
步骤4：将步骤1中规范化的一、二次设备与步骤3中获得的专家知识规则列表中的信息进行自动匹配，生成对应的一键顺控设备态列表，并通过图、文直观的展示出来。
2.根据权利要求1所述的基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法，其特征在于：
在步骤1中，对于一次设备，采集一次设备的电压等级、所属间隔和设备类型数据，其中，一次设备类型包括断路器、线路侧隔离刀闸、母线侧隔离刀闸、接地刀闸，基于变电站的一次设备接线方式、运行方式，建立变电站电网拓扑岛；以间隔为单位，根据电压等级、拓扑关系获取各个间隔一键顺控操作任务运行涉及的一次设备。
3.根据权利要求2所述的基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法，其特征在于：
在步骤1中，对于二次设备，采集二次设备关联一次设备数据和二次设备类型数据，二次设备类型包括启动失灵软压板、重合闸软压板、停用重合闸软压板、跳闸软压板、SV接收软压板、差动保护软压板。
4.根据权利要求1所述的基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法，其特征在于：
在步骤2中，一次设备应满足的设备状态信息是指顺控态对应的一次设备应当满足的状态；二次设备应满足的设备状态信息是指顺控态对应的一次设备关联的相关二次设备应当满足的状态。
5.根据权利要求4所述的基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法，其特征在于：
在步骤2中，当某线路间隔处于运行态时，这个间隔下的断路器应处于合位，线路侧隔离刀闸、母线侧隔离刀闸应处于合位，接地刀闸应处于分位；
该线路间隔需要满足的二次设备状态包括停用重合闸类软压板在分位、启动失灵类软压板、重合闸类软压板在内的其他类软压板在合位。
6.根据权利要求1所述的基于专家知识规则库的一键顺控设备态智能拟制方法，其特征在于：
在步骤4中，对于自动生成的顺控操作态列表，能够人工进行增、删、改操作和校核工作，形成最终的一键顺控设备态。
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