CN113361859A - 一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统 - Google Patents

一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统，属于电网故障分析决策领域，涉及知识图谱技术，用于解决传统数学模型的诊断方法不能保证诊断的准确性和快速性等要求的问题，本发明设置有信息提取模块、服务器、模型建立模块、数据采集模块、数据存储模块、故障预测模块、模型更新模块、数据处理模块以及故障处理模块；模型建立模块用于建立电网故障模型；模型更新模块用于对电网故障模型进行更新；数据处理模块用于对数据采集模块采集的电网实时数据进行处理；故障预警模块用于对数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型进行故障预警；实现诊断的准确性和快速性。

Description

一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统
技术领域
本发明属于电网故障分析决策领域，涉及知识图谱技术，具体是一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统。
背景技术
知识图谱是通过将应用数学、图形学、信息可视化技术、信息科学等学科的理论与方法与计量学引文分析、共现分析等方法结合，并利用可视化的图谱形象地展示学科的核心结构、发展历史、前沿领域以及整体知识架构达到多学科融合目的的现代理论。它把复杂的知识领域通过数据挖掘、信息处理、知识计量和图形绘制而显示出来，揭示知识领域的动态发展规律，为学科研究提供切实的、有价值的参考。
电网故障诊断就是通过测量和分析故障后电网中电流、电压等电气量以及保护和断路器动作的开关量变化信息，识别故障元件。良好的诊断策略对于缩短故障时间，防止事故扩大具有重要意义。故障发生时，监控系统采集到的大量故障信息涌入调度中心，基于传统数学模型的诊断方法已很大程度上不能保证诊断的准确性和快速性等要求。
为此，提出一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统。
发明内容
为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统，包括信息提取模块、服务器、模型建立模块、数据采集模块、数据存储模块、故障预测模块、模型更新模块、数据处理模块以及故障处理模块；
所述模型建立模块用于建立电网故障模型，所述模型建立模块建立电网故障模型的过程包括以下步骤：
步骤A1：模型建立模块发送提取信号至信息提取模块，所述信息提取模块接收到提取信号后，链接服务器；
所述服务器用于存储电网故障数据，所述电网故障数据包括数据流、状态流以及对策流；所述数据流具体为电网故障发生时刻的电网故障实时数据，所述状态流为电网故障发生时的保护和断路器动作的开关状态；所述对策流包括解决电网故障时的对策、解决时间以及需要的工具或是技能人员的等级；
步骤A2：所述服务器接收到信息提取模块的链接信号后，将存储于服务器内部的电网故障数据发送至模型建立模块；
步骤A3：所述模型建立模块接收到信息提取模块发送的电网故障数据后，将数据流、状态流与对应的对策流进行绑定，形成数据流、状态流与对策流的一一对应关系；
所述数据流中的电网故障实时数据存在波动性，模型建立模块设定波动范围，将在波动范围内的电网实时数据进行归类汇总，并将对应的对策流按照解决时间进行编号；
步骤A4：模型建立模块将数据流与对策流输入进电网故障模型，完成电网故障模型的建立。
所述数据采集模块用于对实时获取电网中的电网实时数据，所述数据处理模块用于对数据采集模块采集的电网实时数据进行处理，具体的，所述数据处理模块对电网实时数据进行处理的过程包括以下步骤：
步骤B1：数据采集模块实时获取实时数据流，所述实时数据流包括实时故障电流值以及实时故障电压值；所述数据采集模块还用于获取实时状态流，所述实时状态流包括实时保护和断路器动作的开关状态，开关状态包括闭合状态和打开状态；并将获取的实时故障数据流和实时状态流发送至数据处理模块；
步骤B2：数据处理模块将实时故障电流值以及实时故障电压值分别标记为Ii、Ui；
步骤B3：数据处理模块获取分类后的电网实时数据，分别将分类电网实时数据标记为I0、I1、……、In和U0、U1、……、Un；电网实时数据在(I0、I1)和(U0、U1)的对应第1类，电网实时数据在(I1、I2)和(U1、U2)的对应第2类，依次类推，电网实时数据在(In-1、In)和(Un-1、Un)的对应第n类；
步骤B4：数据处理模块将Ii、Ui与分类后的电网实时数据进行对比，判断处于哪一类型；并实时获取实时状态流；
步骤B5：将获取的实时状态流以及判断的类型发送至故障预测模块。
进一步地，所述故障预警模块用于对数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型进行故障预警；具体的，所述故障预警模块的工作过程包括以下步骤：
步骤C1：当故障预警模块接收到数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型后，故障预警模块链接模型建立模块；
步骤C2：故障预警模块将判断的类型输入模型建立模块，并将实时状态流与电网故障模型进行对比；
步骤C3：当实时状态流与电网故障模型中的状态流一致，则故障预警模块发送故障处理信号至故障处理模块；故障处理模块进行故障处理；
当实时状态流与电网故障模型中的状态流不一致时，故障预警模块进行故障预测，将与判断的类型发送至服务器，提取与之对应的状态流与对策流进行故障预警。
进一步地，所述模型更新模块用于对电网故障模型进行更新，具体的所述模型更新模块的工作过程包括以下步骤：
步骤D1：当数据处理模块将Ii、Ui与分类后的电网实时数据进行对比，Ii、Ui均不在电网故障模型中的类型时；模型更新模块发送提取信号至故障处理模块；
步骤D2：当故障处理模块将电网故障解决后，故障处理模块将电网故障时的保护和断路器动作的开关状态；解决电网故障时的对策、解决时间以及需要的工具或是技能人员的等级发送至模型更新模块；
步骤D3：当模型更新模块接收到故障处理模型发送的保护和断路器动作的开关状态；解决电网故障时的对策、解决时间以及需要的工具或是技能人员的等级后，结合Ii、Ui生成数据流、状态流与对策流；
步骤D4：模型更新模块链接模型建立模块进行电网故障模型的更新。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设置有模型建立模块，模型建立模块用于建立电网故障模型。模型建立模块发送提取信号至信息提取模块，信息提取模块链接服务器；服务器接收到信息提取模块的链接信号后，将存储于服务器内部的电网故障数据发送至模型建立模块；模型建立模块接收到信息提取模块发送的电网故障数据后，将数据流、状态流与对应的对策流进行绑定，形成数据流、状态流与对策流的一一对应关系；模型建立模块将数据流与对策流输入进电网故障模型，完成电网故障模型的建立。将以往的故障历史建立电网故障模型，为故障重发时提供历史经验，快速解决与处理故障。
2、本发明设置有模型更新模块，用于对故障模型进行更新，当数据处理模块将Ii、Ui与分类后的电网实时数据进行对比，Ii、Ui均不在电网故障模型中的类型时；模型更新模块发送提取信号至故障处理模块；当故障处理模块将电网故障解决后，故障处理模块将电网故障时的保护和断路器动作的开关状态；解决电网故障时的对策、解决时间以及需要的工具或是技能人员的等级发送至模型更新模块；模型更新模块链接模型建立模块进行电网故障模型的更新。模型更新模块对新出现的故障进行电网故障模型的补充，也为后期出现问题提供理论基础，可快速解决问题。
3、本发明设置有故障预警模块，用于对数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型进行故障预警；当故障预警模块接收到数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型后，故障预警模块链接模型建立模块；故障预警模块将判断的类型输入模型建立模块，并将实时状态流与电网故障模型进行对比；当实时状态流与电网故障模型中的状态流一致，则故障预警模块发送故障处理信号至故障处理模块；故障处理模块进行故障处理；当实时状态流与电网故障模型中的状态流不一致时，故障预警模块进行故障预测，将与判断的类型发送至服务器，提取与之对应的状态流与对策流进行故障预警。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统，包括信息提取模块、服务器、模型建立模块、数据采集模块、数据存储模块、故障预测模块、模型更新模块、数据处理模块以及故障处理模块；
所述模型建立模块用于建立电网故障模型，所述模型建立模块建立电网故障模型的过程包括以下步骤：
步骤A1：模型建立模块发送提取信号至信息提取模块，所述信息提取模块接收到提取信号后，链接服务器；
所述服务器用于存储电网故障数据，所述电网故障数据包括数据流、状态流以及对策流；所述数据流具体为电网故障发生时刻的电网故障实时数据，所述状态流为电网故障发生时的保护和断路器动作的开关状态；所述对策流包括解决电网故障时的对策、解决时间以及需要的工具或是技能人员的等级；
步骤A2：所述服务器接收到信息提取模块的链接信号后，将存储于服务器内部的电网故障数据发送至模型建立模块；
步骤A3：所述模型建立模块接收到信息提取模块发送的电网故障数据后，将数据流、状态流与对应的对策流进行绑定，形成数据流、状态流与对策流的一一对应关系；
所述数据流中的电网故障实时数据存在波动性，模型建立模块设定波动范围，将在波动范围内的电网实时数据进行归类汇总，并将对应的对策流按照解决时间进行编号；
步骤A4：模型建立模块将数据流与对策流输入进电网故障模型，完成电网故障模型的建立。
所述数据采集模块用于对实时获取电网中的电网实时数据，所述数据处理模块用于对数据采集模块采集的电网实时数据进行处理，具体的，所述数据处理模块对电网实时数据进行处理的过程包括以下步骤：
步骤B1：数据采集模块实时获取实时数据流，所述实时数据流包括实时故障电流值以及实时故障电压值；所述数据采集模块还用于获取实时状态流，所述实时状态流包括实时保护和断路器动作的开关状态，开关状态包括闭合状态和打开状态；并将获取的实时故障数据流和实时状态流发送至数据处理模块；
步骤B2：数据处理模块将实时故障电流值以及实时故障电压值分别标记为Ii、Ui；
步骤B3：数据处理模块获取分类后的电网实时数据，分别将分类电网实时数据标记为I0、I1、……、In和U0、U1、……、Un；电网实时数据在(I0、I1)和(U0、U1)的对应第1类，电网实时数据在(I1、I2)和(U1、U2)的对应第2类，依次类推，电网实时数据在(In-1、In)和(Un-1、Un)的对应第n类；
步骤B4：数据处理模块将Ii、Ui与分类后的电网实时数据进行对比，判断处于哪一类型；并实时获取实时状态流；
步骤B5：将获取的实时状态流以及判断的类型发送至故障预测模块。
进一步地，所述故障预警模块用于对数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型进行故障预警；具体的，所述故障预警模块的工作过程包括以下步骤：
步骤C1：当故障预警模块接收到数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型后，故障预警模块链接模型建立模块；
步骤C2：故障预警模块将判断的类型输入模型建立模块，并将实时状态流与电网故障模型进行对比；
步骤C3：当实时状态流与电网故障模型中的状态流一致，则故障预警模块发送故障处理信号至故障处理模块；故障处理模块进行故障处理；
当实时状态流与电网故障模型中的状态流不一致时，故障预警模块进行故障预测，将与判断的类型发送至服务器，提取与之对应的状态流与对策流进行故障预警。
进一步地，所述模型更新模块用于对电网故障模型进行更新，具体的所述模型更新模块的工作过程包括以下步骤：
步骤D1：当数据处理模块将Ii、Ui与分类后的电网实时数据进行对比，Ii、Ui均不在电网故障模型中的类型时；模型更新模块发送提取信号至故障处理模块；
步骤D2：当故障处理模块将电网故障解决后，故障处理模块将电网故障时的保护和断路器动作的开关状态；解决电网故障时的对策、解决时间以及需要的工具或是技能人员的等级发送至模型更新模块；
步骤D3：当模型更新模块接收到故障处理模型发送的保护和断路器动作的开关状态；解决电网故障时的对策、解决时间以及需要的工具或是技能人员的等级后，结合Ii、Ui生成数据流、状态流与对策流；
步骤D4：模型更新模块链接模型建立模块进行电网故障模型的更新。
实施例2：
如图1所示，一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统，包括信息提取模块、服务器、模型建立模块、数据采集模块、数据存储模块、故障预测模块、模型更新模块、数据处理模块以及故障处理模块；
所述模型建立模块用于建立电网故障模型，所述模型建立模块建立电网故障模型的过程包括以下步骤：
步骤A1：模型建立模块发送提取信号至信息提取模块，所述信息提取模块接收到提取信号后，链接服务器；
所述服务器用于存储电网故障数据，所述电网故障数据包括数据流、状态流以及对策流；所述数据流具体为电网故障发生时刻的电网故障实时数据，所述状态流为电网故障发生时的保护和断路器动作的开关状态；所述对策流包括解决电网故障时的对策、解决时间以及需要的工具或是技能人员的等级；
步骤A2：所述服务器接收到信息提取模块的链接信号后，将存储于服务器内部的电网故障数据发送至模型建立模块；
步骤A3：所述模型建立模块接收到信息提取模块发送的电网故障数据后，将数据流、状态流与对应的对策流进行绑定，形成数据流、状态流与对策流的一一对应关系；
所述数据流中的电网故障实时数据存在波动性，模型建立模块设定波动范围，将在波动范围内的电网实时数据进行归类汇总，并将对应的对策流按照解决时间进行编号；
步骤A4：模型建立模块将数据流与对策流输入进电网故障模型，完成电网故障模型的建立。
所述数据采集模块用于对实时获取电网中的电网实时数据，所述数据处理模块用于对数据采集模块采集的电网实时数据进行处理，具体的，所述数据处理模块对电网实时数据进行处理的过程包括以下步骤：
步骤B1：数据采集模块实时获取实时数据流，所述实时数据流包括实时故障电流值以及实时故障电压值；所述数据采集模块还用于获取实时状态流，所述实时状态流包括实时保护和断路器动作的开关状态，开关状态包括闭合状态和打开状态；并将获取的实时故障数据流和实时状态流发送至数据处理模块；
步骤B2：数据处理模块将实时故障电流值以及实时故障电压值分别标记为Ii、Ui；
步骤B3：数据处理模块获取分类后的电网实时数据，分别将分类电网实时数据标记为I0、I1、……、In和U0、U1、……、Un；电网实时数据在(I0、I1)和(U0、U1)的对应第1类，电网实时数据在(I1、I2)和(U1、U2)的对应第2类，依次类推，电网实时数据在(In-1、In)和(Un-1、Un)的对应第n类；
步骤B4：数据处理模块依据获取时间将获取的实时故障电流值以及实时故障电压值分成时间阶段；
获取时间阶段内的实时故障电流峰值与实时故障电压峰值；分别将实时故障电流峰值与实时故障电压峰值与分类后的电网实时数据进行对比，判断处于哪一类型；并实时获取实时状态流；
步骤B5：将获取的实时状态流以及判断的类型发送至故障预测模块。
进一步地，所述故障预警模块用于对数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型进行故障预警；具体的，所述故障预警模块的工作过程包括以下步骤：
步骤C1：当故障预警模块接收到数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型后，故障预警模块链接模型建立模块；
步骤C2：故障预警模块将判断的类型输入模型建立模块，并将实时状态流与电网故障模型进行对比；
步骤C3：当实时状态流与电网故障模型中的状态流一致，则故障预警模块发送故障处理信号至故障处理模块；故障处理模块进行故障处理；
当实时状态流与电网故障模型中的状态流不一致时，故障预警模块进行故障预测，将与判断的类型发送至服务器，提取与之对应的状态流与对策流进行故障预警。
进一步地，所述模型更新模块用于对电网故障模型进行更新，具体的所述模型更新模块的工作过程包括以下步骤：
步骤D1：当数据处理模块将实时故障电流峰值与实时故障电压峰值与分类后的电网实时数据进行对比，实时故障电流峰值与实时故障电压峰值均不在电网故障模型中的类型时；模型更新模块发送提取信号至故障处理模块；
步骤D2：当故障处理模块将电网故障解决后，故障处理模块将电网故障时的保护和断路器动作的开关状态；解决电网故障时的对策、解决时间以及需要的工具或是技能人员的等级发送至模型更新模块；
步骤D3：当模型更新模块接收到故障处理模型发送的保护和断路器动作的开关状态；解决电网故障时的对策、解决时间以及需要的工具或是技能人员的等级后，结合实时故障电流峰值与实时故障电压峰值生成数据流、状态流与对策流；
步骤D4：模型更新模块链接模型建立模块进行电网故障模型的更新。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统，其特征在于，包括信息提取模块、服务器、模型建立模块、数据采集模块、数据存储模块、故障预测模块、模型更新模块、数据处理模块以及故障处理模块；
所述模型建立模块用于建立电网故障模型；
所述数据采集模块用于对实时获取电网中的电网实时数据；
所述数据处理模块用于对数据采集模块采集的电网实时数据进行处理；
所述故障预警模块用于对数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型进行故障预警；
所述模型更新模块用于对电网故障模型进行更新。
2.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统，其特征在于，所述模型建立模块建立电网故障模型的过程包括以下步骤：
模型建立模块发送提取信号至信息提取模块，信息提取模块链接服务器；
服务器接收到信息提取模块的链接信号后，将存储于服务器内部的电网故障数据发送至模型建立模块；
模型建立模块接收到信息提取模块发送的电网故障数据后，将数据流、状态流与对应的对策流进行绑定，形成数据流、状态流与对策流的一一对应关系；
模型建立模块将数据流与对策流输入进电网故障模型，完成电网故障模型的建立。
3.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统，其特征在于，所述数据采集模块用于对实时获取电网中的电网实时数据，所述数据处理模块用于对数据采集模块采集的电网实时数据进行处理，所述数据处理模块对电网实时数据进行处理的过程包括以下步骤：
数据采集模块实时获取实时数据流，并将获取的实时故障数据流和实时状态流发送至数据处理模块；数据处理模块将实时故障电流值以及实时故障电压值分别标记为Ii、Ui；
数据处理模块获取分类后的电网实时数据，分别将分类电网实时数据分成n类；数据处理模块将Ii、Ui与分类后的电网实时数据进行对比，判断处于哪一类型；并实时获取实时状态流；
将获取的实时状态流以及判断的类型发送至故障预测模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统，其特征在于，所述故障预警模块用于对数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型进行故障预警；所述故障预警模块的工作过程包括以下步骤：
当故障预警模块接收到数据处理模块发送的实时状态流以及判断的类型后，故障预警模块链接模型建立模块；
故障预警模块将判断的类型输入模型建立模块，并将实时状态流与电网故障模型进行对比；
当实时状态流与电网故障模型中的状态流一致，则故障预警模块发送故障处理信号至故障处理模块；故障处理模块进行故障处理；
当实时状态流与电网故障模型中的状态流不一致时，故障预警模块进行故障预测，将与判断的类型发送至服务器，提取与之对应的状态流与对策流进行故障预警。
5.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱的电网故障分析决策系统，其特征在于，所述模型更新模块用于对电网故障模型进行更新。
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