CN111555908A - 基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法、装置及系统 - Google Patents

基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法、装置及系统 Download PDF

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CN111555908A CN202010315412.XA CN202010315412A CN111555908A CN 111555908 A CN111555908 A CN 111555908A CN 202010315412 A CN202010315412 A CN 202010315412A CN 111555908 A CN111555908 A CN 111555908A
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张留留
何鸣一
令少亮
李慧辉
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Abstract

本发明公开了一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法、装置及系统，所述方法包括对原始历史告警信号进行规范化处理，获得规范信号；按时间窗对所述规范信号进行分割；针对同一时间窗内的规范信号，按定义的专家经验规则匹配告警事件，若该时间窗的规范信号符合定义的专家经验规则，则记为一次告警事件，统计故障发生的频率，完成基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别。本发明能够根据定义的规则实现及时识别，将故障相关的多条告警信息综合为一个事件，实现将复杂故障事件从海量告警信息中识别出来，给电网监控人员和调度人员提供准确的事件信息。

Description

基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法、装置及 系统
技术领域
本发明属于故障识别技术领域，具体涉及一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法、装置及系统。
背景技术
目前，电力生产信息集中化是趋势，随着电网规模扩大及电网的复杂性増加，电网开关与保护数量也大幅增加，电网运行方式和保护动作逻辑更加复杂，复杂故障的发生更加难以避免。在电网运行过程中会产生海量告警数据，各种告警信息量存在冗余情况，严重信息过载又会影响调度员的响应故障和处理故障的效率。随着人工智能、机器学习等新兴技术在电力调度领域也有所应用，一些简单故障由于样本数量足够，可以应用这些技术学习到简单故障的特征。但是，对于电网的复杂故障由于发生的次数很少，历史数据中相关数据很少，没有足够的有效的真实的样本供机器学习算法提取复杂故障的特征。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法、装置及系统，能够根据定义的规则实现及时识别，将故障相关的多条告警信息综合为一个事件，实现将复杂故障事件从海量告警信息中识别出来，给电网监控人员和调度人员提供准确的事件信息。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法，包括：
对原始历史告警信号进行规范化处理，获得规范信号；
按时间窗对所述规范信号进行分割；
针对同一时间窗内的规范信号，按定义的专家经验规则匹配告警事件，若该时间窗的规范信号符合定义的专家经验规则，则记为一次告警事件，统计故障发生的频率，完成基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别。
可选地，所述时间窗的获取步骤包括：
以开关分位作为标记的时刻t，t时刻的前t1段时间和后t2段时间作为一个时间窗。
可选地，在记为一次告警事件的同时，还将该时间窗内的所有规范信号添加至专家经验规则库，供后期完善专家经验规则的定义。
可选地，所述方法还包括：
在实时告警信号中按开关分位作为标记时刻t，在t时刻的前t1段时间和后t2段时间判断实时告警信号是否符合定义的专家经验规则，若符合则将故障间隔内发生的信号综合为故障事件。
第二方面，本发明提供了一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别装置，包括：
规范化处理单元，用于对原始历史告警信号进行规范化处理，获得规范信号；
分割单元，用于按时间窗对所述规范信号进行分割；
第一判断单元，用于针对同一时间窗内的规范信号，按定义的专家经验规则匹配告警事件，若该时间窗的规范信号符合定义的专家经验规则，则记为一次告警事件，统计故障发生的频率，完成基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别。
可选地，所述时间窗的获取步骤包括：
以开关分位作为标记的时刻t，t时刻的前t1段时间和后t2段时间作为一个时间窗
可选地，在记为一次告警事件的同时，还将该时间窗内的所有规范信号添加至专家经验规则库，供后期完善专家经验规则的定义。
可选地，所述装置还包括：
第二判断单元，用于在实时告警信号中按开关分位作为标记时刻t，在t时刻的前t1段时间和后t2段时间判断实时告警信号是否符合定义的专家经验规则，若符合则将故障间隔内发生的信号综合为故障事件。
第三方面，本发明提供了一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别系统，包括存储介质和处理器；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面中任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明提出一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法、装置及系统，能够根据定义的规则实现及时识别，将故障相关的多条告警信息综合为一个事件，实现将复杂故障事件从海量告警信息中识别出来，给电网监控人员和调度人员提供准确的事件信息。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明一种实施例的基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
本发明实施例中提供了一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法，如图1所示，包括：
对原始历史告警信号进行规范化处理，获得规范信号；
按时间窗对所述规范信号进行分割；
针对同一时间窗内的规范信号，按定义的专家经验规则匹配告警事件，若该时间窗的规范信号符合定义的专家经验规则，则记为一次告警事件，统计故障发生的频率，完成基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述时间窗的获取步骤包括：
以开关分位作为标记的时刻t，t时刻的前t1段时间和后t2段时间作为一个时间窗。在具体实施过程中，可以定义开关的前5秒和后10秒作为时间窗，则时间窗长度为15秒。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，在记为一次告警事件的同时，还将该时间窗内的所有规范信号添加至专家经验规则库，供后期完善专家经验规则的定义。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述方法还包括：
在实时告警信号中按开关分位作为标记时刻t，在t时刻的前t1段时间和后t2段时间判断实时告警信号是否符合定义的专家经验规则，若符合则将故障间隔内发生的信号综合为故障事件。
下面结合一具体实施方式对本发明实施例中的方法进行详细说明。
步骤1：对原始历史告警信号采用人工标注或规则匹配的方式来进行规范化(即原始历史告警信号)。原始告警信号具体到不同的设备不同的类别，规范后的信号为将原始信号归为某一类信号的模板，规范后的信号类型部分样例如下：
××线××开关
××开关间隔事故总
××主变第一套保护出口
×号主变××开关间隔事故总
××母线第一套保护差动保护出口
步骤2：因为电网故障事件的发生以间隔为基本单元，同一时间窗内，以带电间隔为最基本的事件分析单元，首先取出该间隔内有开关分位的信号，以定义的专家经验规则来判断，是否符合规则定义，若符合定义的专家经验规则，则为间隔内故障事件；若时间窗涉及不同间隔，则判断该时间窗内的信号是否符合跨间隔的规则定义，若符合跨间隔的规则定义，则为跨间隔的故障事件；同理，若同一时间窗内的设备存在跨厂站的故障，则判断该时间窗内的信号是否符合跨厂站的规则定义，若符合则定义为跨厂站的故障事件。
步骤3：
故障定义的部分规则如下：
1.主变本体故障包括但不限于：
主变两侧(三侧)开关分位
主变保护出口
主变本体重瓦斯出口
全站事故总
主变高压侧事故总
2.主变有载调压故障包括但不限于：
主变两侧(三侧)开关分位
主变保护出口
有载调压重瓦斯出口
全站事故总
主变高压侧事故总
步骤4：在记为一次告警事件的同时，还将该时间窗内的所有规范信号添加至专家经验规则库，供后期完善专家经验规则的定义；
历史告警信号中存在部分实际发生故障的样例，统计历史告警信号中的故障特征，可以用于后续完善第一次定义的故障特征，当发生实时告警时，可以更准确判断故障事件。
步骤5：
这一步主要实时监控告警信息并按定义的专家经验规则及时识别故障事件，将与故障相关的告警信号综合为一个故障事件。
实施例2
本发明实施例中提供了一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别装置，包括：
规范化处理单元，用于对原始历史告警信号进行规范化处理，获得规范信号；
分割单元，用于按时间窗对所述规范信号进行分割；
第一判断单元，用于针对同一时间窗内的规范信号，按定义的专家经验规则匹配告警事件，若该时间窗的规范信号符合定义的专家经验规则，则记为一次告警事件，统计故障发生的频率，完成基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述时间窗的获取步骤包括：
以开关分位作为标记的时刻t，t时刻的前t1段时间和后t2段时间作为一个时间窗
在本发明实施例的一种具体实施方式中，在记为一次告警事件的同时，还将该时间窗内的所有规范信号添加至专家经验规则库，供后期完善专家经验规则的定义。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述装置还包括：
第二判断单元，用于在实时告警信号中按开关分位作为标记时刻t，在t时刻的前t1段时间和后t2段时间判断实时告警信号是否符合定义的专家经验规则，若符合则将故障间隔内发生的信号综合为故障事件。
实施例3
本发明实施例中提供了一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别系统，包括存储介质和处理器；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据实施例1中任一项所述方法的步骤。
其余部分均与实施例1相同。
综上所述：
本发明实现了复杂故障能够根据定义的规则实现及时识别，实现故障相关的多条告警信息综合为一个事件。
本发明实现了简单故障也可以依据这种方法实现故障相关的多条告警信息综合为一个事件。
本发明结合历史告警数据验证自定义规则的准确性，若历史告警数据出现新的特征则作为自定义规则的补充，逐步完善自定义规则。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法，其特征在于，包括：
对原始历史告警信号进行规范化处理，获得规范信号；
按时间窗对所述规范信号进行分割；
针对同一时间窗内的规范信号，按定义的专家经验规则匹配告警事件，若该时间窗的规范信号符合定义的专家经验规则，则记为一次告警事件，统计故障发生的频率，完成基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别。
2.根据权利要求1所述的一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法，其特征在于，所述时间窗的获取步骤包括：
以开关分位作为标记的时刻t，t时刻的前t1段时间和后t2段时间作为一个时间窗。
3.根据权利要求1所述的一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法，其特征在于：在记为一次告警事件的同时，还将该时间窗内的所有规范信号添加至专家经验规则库，供后期完善专家经验规则的定义。
4.根据权利要求1所述的一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别方法，其特征在于，所述方法还包括：
在实时告警信号中按开关分位作为标记时刻t，在t时刻的前t1段时间和后t2段时间判断实时告警信号是否符合定义的专家经验规则，若符合则将故障间隔内发生的信号综合为故障事件。
5.一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别装置，其特征在于，包括：
规范化处理单元，用于对原始历史告警信号进行规范化处理，获得规范信号；
分割单元，用于按时间窗对所述规范信号进行分割；
第一判断单元，用于针对同一时间窗内的规范信号，按定义的专家经验规则匹配告警事件，若该时间窗的规范信号符合定义的专家经验规则，则记为一次告警事件，统计故障发生的频率，完成基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别。
6.根据权利要求5所述的一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别装置，其特征在于，所述时间窗的获取步骤包括：
以开关分位作为标记的时刻t，t时刻的前t1段时间和后t2段时间作为一个时间窗。
7.根据权利要求5所述的一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别装置，其特征在于，在记为一次告警事件的同时，还将该时间窗内的所有规范信号添加至专家经验规则库，供后期完善专家经验规则的定义。
8.根据权利要求5所述的一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别装置，其特征在于，还包括：
第二判断单元，用于在实时告警信号中按开关分位作为标记时刻t，在t时刻的前t1段时间和后t2段时间判断实时告警信号是否符合定义的专家经验规则，若符合则将故障间隔内发生的信号综合为故障事件。
9.一种基于专家经验规则的电网复杂故障事件识别系统，其特征在于，包括存储介质和处理器；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～4中任一项所述方法的步骤。
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