CN117271788A - 基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法及系统所述方法包括：S1：对电气量继电保护装置按保护对象类别、保护功能及装置的输入、输出进行结构化分解，构建电气量继电保护装置图谱化模型；S2：基于电气量继电保护装置图谱化模型中的输入量，构建电气量继电保护装置的外部扩展相关拓扑关系；S3：对电气量继电保护装置图谱化模型中保护功能的关联影响因素进行建模，将电气量继电保护装置功能模块等内在联系的图谱化模型进行进一步结构化分解；S4：基于S1‑S3进行拓扑性关联分析，实现电力二次系统的智能化监视。提了升继电保护智能化监视的实用性，加强了继电保护在线监视信息辨识与智能化诊断技术。
Description
技术领域
本发明属于继电保护智能化监视技术领域，涉及基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法及系统。
背景技术
在变电站中，站内设备上送很多信息，目前继电保护在线监视与诊断系统接入的厂站较多，每天有大量告警信息上送，缺乏自动化手段分析装置上送的信息是否影响保护正常运行，人为分析效率低下，无法实现实时预警；另外，部分异常信号随着负荷变化可能会快速复归，易造成忽视；设备异常时需专业人员参与分析，无法及时获得异常影响评估；部分异常需要经验丰富的专业人员、甚至厂家指导才能确定消缺措施，时效长、效率低。
因而，目前继电保护智能化监视技术的实用性较低、继电保护在线监视信息辨识与智能化诊断技术有待进一步加强。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法及系统，以提升继电保护智能化监视的实用性，加强继电保护在线监视信息辨识与智能化诊断技术，提升系统对运维人员的技术支撑。
本发明采用如下的技术方案。
基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，包括以下步骤：
S1：对电气量继电保护装置按保护对象类别、保护功能及装置的输入、输出进行结构化分解，构建电气量继电保护装置图谱化模型；
S2：对电气量继电保护装置图谱化模型中的输入量的二次实现回路构建外部扩展相关拓扑关系；
S3：对电气量继电保护装置图谱化模型中保护功能的关联影响因素进行建模，以将电气量继电保护装置图谱化模型进行进一步结构化分解；
S4：基于S1-S3进行拓扑性关联分析，实现电力二次系统的智能化监视。
优选地，S1中，对电气量继电保护装置进行保护对象类别划分，并分析保护对象类别对应的保护功能及装置的输入、输出，实现按保护对象类别、保护功能及装置的输入、输出的结构化分解，并构建对应的电气量继电保护装置图谱化模型；
所述电气量继电保护装置的保护对象类别分为高、低压线路保护、主变保护、母线保护及高抗保护；
所述电气量继电保护装置图谱化模型包括装置保护对象类别对应的保护功能、装置的输入和输出。
优选地，针对高压线路保护，其保护功能包括纵联差动保护、阻抗保护、零序过流保护；装置的输入包括模拟量和开关量输入，模拟量输入包括三相电压、同期电压、三相电流及零序电流，开关量输入包括断路器三相跳位、闭锁重合闸、低气压闭锁重合闸、远传、其它保护动作；装置的输出包括保护跳闸、重合闸、启动失灵、保护动作信号、保护告警信号和装置闭锁信号。
优选地，S2具体包括以下步骤：
S21：按照电气量继电保护装置所对应的具体保护对象、电压等级、一次接线方式、保护装置适用场景建立图谱元素，形成电气量继电保护装置图谱化模型输入量关系中的体现其回路连接及与一次设备之间的关联拓扑关系；
S22：利用继电保护一、二次映射关系及一次系统连接拓扑，结合SCD及标准化设计文件，构建与相邻二次设备的回路拓扑，形成电气量继电保护装置图谱化模型中输入量与相关二次设备的输出之间连接拓扑关系；
S23：按照标准化设计文件，建立S21得到的拓扑关系及S22得到的拓扑关系之间的回路连接拓扑关系，完成电气量继电保护装置图谱化模型中输入量二次实现回路的外部扩展相关拓扑关系构建。
优选地，S3具体包括以下步骤：
S31：对电气量继电保护装置图谱化模型中的保护功能进行功能模块化分割，构建保护功能模块实现所需的模拟量、开关量输入；
S32：按照电气量继电保护实际应用的各种运行方式，构建基于S31所述输入的保护功能模块功能投退控制功能与软、硬压板及定值逻辑；
S33：基于S32构建的逻辑，分析并构建影响保护功能模块保护动作行为的因素模型，至此完成保护功能的关联影响因素建模。
优选地，针对线路的阻抗保护，所述功能投退控制功能与软、硬压板及定值逻辑具体为：
当阻抗保护软、硬压板均投入时，且其对应的阻抗保护控制字整定为“1”时，阻抗保护为投入状态，此时阻抗保护根据定值清单中整定的阻抗值、阻抗灵敏角、阻抗动作延时来工作，在发生故障时判断故障点是否在其保护范围内。
优选地，S4具体包括以下步骤：
S41：通过运维子站、主站SCADA系统获取保护压板状态及断路器、刀闸位置；
S42：根据保护压板状态及断路器、刀闸位置综合判断保护运行方式；
S43：S42判断保护为运行态时，利用同源对比，对电气量继电保护的模拟量输入、开关量输入量进行一致性核对，满足一致性核对时判定数据有效，否则数据无效并生成告警信息；
S44：对运行中的保护设备，通过分析继电保护装置具有的异常自检功能及告警生成机制、处置方法，结合输入量数据有效性与定值对比技术，基于S1-S3进行拓扑性关联分析，综合判断装置异常原因，提出异常处置方案。
优选地，S42中，若母线刀闸投入且断路器合位，则表示一次运行，若断路器分位，则表示一次退出，若断路器分位、母线刀闸拉开且接地刀闸合位，则表示一次检修，若检修压板退出且功能压板投入，则表示保护运行，若功能压板退出，则表示保护退出，若检修压板投入，则表示保护检修。
优选地，所述定值对比技术是指将保护装置的有效定值清单与标准定值清单进行逐项比对。
优选地，S4还包括基于异常处理措施形成异常处理专家库并建立相关图谱拓扑。
基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视系统，包括：
图谱化模型构建模块，用于对电气量继电保护装置按保护对象类别、保护功能及装置的输入、输出进行结构化分解，构建电气量继电保护装置图谱化模型；
拓扑关系构建模块，用于对电气量继电保护装置图谱化模型中的输入量的二次实现回路构建外部扩展相关拓扑关系；
影响因素构建模块，用于对电气量继电保护装置图谱化模型中保护功能的关联影响因素进行建模，以将电气量继电保护装置图谱化模型进行进一步结构化分解；
智能化监视模块，用于基于图谱化模型构建模块、拓扑关系构建模块与影响因素构建模块进行拓扑性关联分析，实现电力二次系统的智能化监视。
一种终端，包括处理器及存储介质；
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所述方法的步骤。
计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比：
本发明基于继电保护在线监视与诊断系统平台，利用系统接入的继电保护装置信息，根据电气量继电保护功能配置、继电保护异常自检告警机制、继电保护系统结构及二次回路之间联系等，采用知识图谱拓扑关联技术，将继电保护二次系统回路、继电保护功能模块影响因素、装置自检异常判别、运行定值正确性比对、一二次系统设备映射、一二次运行方式识别、典型异常处置方案等均进行了图谱化关联，实现巡视到继电保护出现异常时，协助继电保护运维人员进行异常诊断，快速进行异常影响分析、异常定位及提供异常处置措施，可有效辨识运行/停用/检修的异常信号，有效提取正常运行的继电保护的异常信息，协助运维人员识别出对电网安全稳定运行造成影响的信号，并根据具体异常分析其产生原因，引发该异常可能的故障点，提供对应异常处置方案，可有效为设备运维提供技术支撑手段。
附图说明
图1为本发明实施例中电气量继电保护图谱元素示意图；
图2为本发明实施例中继电保护AI元件图谱元素示意图；
图3为本发明实施例中继电保护功能模块图谱元素示意图；
图4为本发明基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的有所其它实施例，都属于本发明的保护范围。
如图4所示，本发明实施例1提供基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，在本发明优选但非限制性的实施方式中，所述方法包括以下各步骤：
S1：对电气量继电保护装置进行结构化分解，构建电气量继电保护装置图谱化模型；
该S1具体对电气量继电保护装置进行保护对象类别划分，并分析保护对象类别对应的保护功能及装置的输入、输出，实现按照保护对象类别、保护功能及装置的输入、输出等对电气量继电保护装置进行结构化分解，形成电气量继电保护装置通用知识图谱结构模型，即为电气量继电保护装置图谱化模型；
所述电气量继电保护装置的保护对象类别关系可分为高、低压线路保护、主变保护、母线保护及高抗保护等；
所述电气量继电保护装置图谱化模型中包括装置保护对象类别对应的保护功能、装置的输入和输出。
以高压线路保护为例，其保护功能包括纵联差动保护、阻抗保护、零序过流保护；装置的输入包括模拟量和开关量输入，模拟量输入有三相电压、同期电压、三相电流及零序电流，开关量输入则有断路器三相跳位、闭锁重合闸、低气压闭锁重合闸、远传、其它保护动作等开关量输入；装置的输出包括保护跳闸、重合闸、启动失灵、保护动作信号、保护告警信号和装置闭锁等信号。
本实施例构建的模型如图1所示，图1对应的保护对象类别为高压线路、保护功能为纵联差动保护、阻抗保护、零序过流保护，装置的输入为模拟量UA、UB、UC，IA、IB、IC、3I0及开关量TWJA、TWJB、TWJC、远传1、其它保护动作，保护功能压板，装置的输出为保护跳闸、重合闸、保护动作信号、保护告警信号、装置闭锁信号。
S2：对S1所构建模型中的输入量的二次实现回路构建外部扩展相关拓扑关系；
S2建立电气量继电保护装置各模拟量输入及开关量输入的回路扩展拓扑，按照SCD及标准化设计，构建继电保护装置各输入的外部扩展相关拓扑关系。即以电气量继电保护装置图谱化模型中的输入量为例，构建电气量继电保护装置进行外部扩展相关拓扑关系。该部分内容包括以下功能：
S21：按照电气量继电保护装置所对应的具体保护对象、电压等级、一次接线方式、保护装置适用场景等建立图谱元素，形成S1所构建模型中的(模拟量、开关量等)输入量关系中的体现其回路连接及与一次设备之间的关联拓扑关系；
S21建立的图谱元素如图2所示，可适用于交直流保护，以保护装置适用场景交流输电为例，保护对象一般为线路、主变、母线、断路器、电抗器等其一，电压等级可为1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV、110kV等，图2体现了保护AI与图1模型模拟量输入UA、UB、UC，IA、IB、IC、3I0的实现回路及与一次设备之间的关联关系；
按照设计的电气量继电保护装置所对应保护对象、电压等级、一次接线方式、保护装置适用场景等建立图谱元素，形成了输入的拓扑；
S22：利用继电保护在线监视与分析系统建立的一、二次映射关系及一次系统连接拓扑，结合SCD及标准化设计，构建与相邻二次设备的回路拓扑，形成S1所构建模型中输入量与相关二次设备的输出之间连接拓扑关系；
S23：按照标准化设计，建立电气量继电保护装置模拟量及开关量输入的S21得到的拓扑关系及S22得到的拓扑关系之间的回路连接拓扑关系，完成电气量继电保护装置图谱化模型中输入量二次实现回路的外部扩展相关拓扑关系构建；
图2表示了装置模拟量端子到端子排及相关回路(包括电压切换等回路)配合方式，其中所述标准化设计文件包括Q\GDW1161《线路保护及辅助装置标准化设计规范》、Q/GDW 441-2010《智能变电站继电保护技术规范》等，采用所述规范将运行方式(刀闸连接哪段母线时，取该母线电压)下的一次电压、一次电流通过PT、CT变换并经二次回路接入保护装置，以完成回路配合方式建立。
S24：基于S21-S23得到S1所构建模型中的输入量的外部扩展相关拓扑关系。
S3：对S1所构建电气量继电保护装置图谱化模型中保护功能的关联影响因素进行建模，将电气量继电保护装置功能模块等内在联系的图谱化模型进行进一步结构化分解。
构建电气量继电保护装置各保护功能的关联影响因素模型，将装置图谱化模型进行进一步进行结构化分解，建立保护功能与相关影响因素的拓扑关系。该部分内容包括以下功能：
S31：对S1所构建模型中的的保护功能进行功能模块化分割，构建保护功能模块实现所需必要的模拟量、开关量等外部输入；
图3是对图1构建模型的保护功能进行功能模块化分割，构建阻抗保护子模块所需必要的模拟量输入UA、UB、UC，IA、IB、IC、3I0，开关量输入TWJA、TWJB、TWJC,阻抗保护功能压板等；
S31构建的这些外部输入在S32、S33中的作用是模拟量输入UA、UB、UC，IA、IB、IC、3I0为阻抗保护的电气量输入，开关量输入TWJA、TWJB、TWJC为阻抗保护判断手合、重合加速的辅助信息，阻抗保护功能压板则确定阻抗保护功能的投入/退出状态；
S32：按照电气量继电保护实际应用的各种运行方式，构建基于S31所述输入的保护功能模块功能投退控制功能与软、硬压板及定值等部分逻辑；
以阻抗保护为例，针对图3的保护功能模块构建的功能投退控制功能与软、硬压板及定值等部分逻辑具体为：
当阻抗保护软、硬压板均投入时，且其对应的阻抗保护控制字整定为“1”时，阻抗保护为投入状态，此时阻抗保护将根据定值清单中整定的阻抗值、阻抗灵敏角、阻抗动作延时来工作，当系统上发生故障时判断故障点是否在其保护范围内；
S32构建的逻辑在S33中的作用是如系统发生单相接地故障时，对220kV及以上电压等级的线路保护来讲，当阻抗保护满足动作条件时，保护动作行为还需根据实际运行工况确定是仅跳故障相还是直接跳三相；
S33：基于S32构建的逻辑，分析并构建影响保护功能模块保护动作行为与其它功能子模块之间的影响因素，至此完成保护功能的关联影响因素建模。
针对图3的保护功能模块的动作跳闸行为与其它重合闸功能子模块之间的影响因素有是否投入及重合闸是否已经充电满、装置是否有异常告警等：
当开关为分位或重合闸未充电满时，对220kV及以上电压等级的线路保护来讲，保护满足动作条件时均直接三跳；故障前保护装置报PT断线时将自动闭锁阻抗保护；故障前存在CT断线时，将闭锁阻抗一段保护，阻抗二、三段保护不受CT断线告警闭锁。
S4：基于S1-S3进行拓扑性关联分析，实现电力二次系统的智能化监视。
构建电气量继电保护系统的相关外部影响因素(该外部影响因素是指S41-S44的一次设备处于停用、检修状态等(如母线刀闸拉开))，结合一次系统方式及保护运行状态等影响因素(该影响因素是指S41-S44中的如母线刀闸拉开或保护装置检修压板投入时，均可认为保护退出运行)，并对采集的信息(采集的信息是指下文S43,保护为运行态时，利用同源对比技术，对电气量继电保护的模拟量输入、开关量输入量进行一致性核对，满足一致性核对时判定数据有效，否则数据无效并生成告警信息)进行数据质量及状态分析。
即通过S1-S3得到的图1-图3后，执行S4时，在保护装置所保护的一次对象在运行、保护装置也在运行态时，再进行S1-S3的图谱分析，实现相关指导意义。
S4具体包括以下步骤：
S41：根据厂站信息分类上送方式，可分别通过运维子站、主站SCADA系统获取保护检修压板状态及一次开关、刀闸位置；
S42：可根据S41获取的保护检修压板状态及开关、刀闸位置综合判断保护运行方式(如运行、退出、检修)；
检修压板状态及开关、刀闸位置与保护运行方式的关系为：
一次运行：母线刀闸投入、断路器合位；
一次退出：断路器分位；
一次检修：断路器分位、母线刀闸拉开、接地刀闸合位；
保护运行：检修压板退出、功能压板投入；
保护退出：功能压板退出；
保护检修：检修压板投入。
S43：S42判断保护为运行态时，利用同源对比技术，对电气量继电保护的模拟量输入、开关量输入量进行一致性核对，满足一致性核对时判定数据有效，否则数据无效并生成告警信息；
例如对于双套保护来讲，正常情况下，A、B套的模拟量输入的大小和开关量输入的状态应具有一致性，回路异常时双套保护采集的信息将出现差异，数据无效并生成告警信息。
S44：在S42、S43基础上，根据S1-S3进行拓扑性关联分析，对运行中的保护设备，通过分析继电保护装置具有的异常自检功能及告警生成机制、处置方法，结合定值对比技术、输入数据有效性，综合判断装置异常原因，提出异常处置方案。
如220kV线路保护的PT断线告警生成机制如下：
PT断线检测
装置设有两种检测PT断线的判据，两种判据都带延时，且仅在线路正常运行，启动元件不启动的情况下投入，一旦启动元件启动，PT断线检测立即停止，等整组复归后才恢复。
判据1)为：三相电压之和不为零：
Ua+Ub+Uc﹥7V(有效值)
该判据可以用于检测一相或二相断线。
判据2)为：PT在母线时，若|Ua|、|Ub|及|Uc|任一相电压小于8V，判为PT断线。
PT在线路时，在任一相电流大于0.04倍额定电流或断路器在合位(检跳闸位置开入)时，若|Ua|、|Ub|及|Uc|任一相电压小于8V，判为PT断线告警。
该判据2)附加电流条件是防止PT在线路侧时，断路器合闸前误告警。设置断路器在合位的条件是为了防止电流过小(例如对侧未合闸)时三相失压不能告警。
PT断线后报”PT断线”告警，在PT断线条件下退出所有距离元件、负序方向元件。保留零序电流Ⅲ段保护和零序反时限过流保护，自动退出其方向。其它带方向的零序保护退出工作。纵联电流差动保护不受PT断线的影响，可以继续工作。装置将继续监视PT电压，一旦电压恢复正常，各元件将自动重新投入运行。
其中定值对比是系统召唤保护装置的定值清单，与系统中存在的标准定值清单(人为录入或通过接口从定值整定系统获取的定值文件)进行逐项比对。
对装置异常原因、异常处置方案举例如下：
仍以220kV线路保护的PT断线为例，正常系统三相电压均衡，保护装置报“PT断线”时，可能的原因有装置模拟量传感器元件异常、端子排接线松动、端子排连接片接触不良、电压切换回路异常等。处置方案需与实际故障点对应，如装置模拟量传感器元件异常时，需申请开票退出保护更换模拟量插件，更换插件后需检验模拟量采集正常方可投入运行。
具体实施时，可根据日常运维及产品说明书提供的异常处理措施。
S4还包括基于异常处理措施形成异常处理专家库并建立相关图谱拓扑。
本发明通过S4识别出保护对象与保护装置均处于运行态，此时有异常时应根据S1-S3进行拓扑性关联分析，提供异常原因分析及处置意见。可有效区分保护装置等定检、消缺时引起的异常告警。
本发明实施例2提供基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视系统，包括：
图谱化模型构建模块，用于对电气量继电保护装置按保护对象类别、保护功能及装置的输入、输出进行结构化分解，构建电气量继电保护装置图谱化模型；
拓扑关系构建模块，用于对电气量继电保护装置图谱化模型中的输入量的二次实现回路构建外部扩展相关拓扑关系；
影响因素构建模块，用于对电气量继电保护装置图谱化模型中保护功能的关联影响因素进行建模，以将电气量继电保护装置图谱化模型进行进一步结构化分解；
智能化监视模块，用于基于图谱化模型构建模块、拓扑关系构建模块与影响因素构建模块进行拓扑性关联分析，实现电力二次系统的智能化监视。
一种终端，包括处理器及存储介质；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所述方法的步骤。
计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比：
本发明根据电网继电保护功能配置、继电保护异常告警机制、继电保护系统结构及二次回路之间联系等，采用知识图谱拓扑关联技术，将继电保护二次系统回路、继电保护功能模块影响因素、装置自检异常判别、运行定值正确性比对、一二次系统设备映射、一二次运行方式识别、典型异常处置方案等均进行了图谱化关联，实现巡视到继电保护出现异常时，协助继电保护运维人员进行异常诊断，快速进行异常影响分析、异常定位及提供异常处置措施，可有效辨识运行/停用/检修的异常信号，可有效提取正常运行的继电保护的异常信息，协助运维人员识别出对电网安全稳定运行造成影响的信号，并根据具体异常分析其产生原因，引发该异常可能的故障点，提供对应异常处置方案，可有效为设备运维提供技术支撑手段。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(SPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (13)
1.基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，其特征在于，所述方法包括以下内容：
S1：对电气量继电保护装置按保护对象类别、保护功能及装置的输入、输出进行结构化分解，构建电气量继电保护装置图谱化模型；
S2：对电气量继电保护装置图谱化模型中的输入量的二次实现回路构建外部扩展相关拓扑关系；
S3：对电气量继电保护装置图谱化模型中保护功能的关联影响因素进行建模，以将电气量继电保护装置图谱化模型进行进一步结构化分解；
S4：基于S1-S3进行拓扑性关联分析，实现电力二次系统的智能化监视。
2.根据权利要求1所述的基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，其特征在于：
S1中，对电气量继电保护装置进行保护对象类别划分，并分析保护对象类别对应的保护功能及装置的输入、输出，实现按保护对象类别、保护功能及装置的输入、输出的结构化分解，并构建对应的电气量继电保护装置图谱化模型；
所述电气量继电保护装置的保护对象类别分为高、低压线路保护、主变保护、母线保护及高抗保护；
所述电气量继电保护装置图谱化模型包括装置保护对象类别对应的保护功能、装置的输入和输出。
3.根据权利要求2所述的基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，其特征在于：针对高压线路保护，其保护功能包括纵联差动保护、阻抗保护、零序过流保护；装置的输入包括模拟量和开关量输入，模拟量输入包括三相电压、同期电压、三相电流及零序电流，开关量输入包括断路器三相跳位、闭锁重合闸、低气压闭锁重合闸、远传、其它保护动作；装置的输出包括保护跳闸、重合闸、启动失灵、保护动作信号、保护告警信号和装置闭锁信号。
4.根据权利要求1所述的基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，其特征在于：
S2具体包括以下步骤：
S21：按照电气量继电保护装置所对应的具体保护对象、电压等级、一次接线方式、保护装置适用场景建立图谱元素，形成电气量继电保护装置图谱化模型输入量关系中的体现其回路连接及与一次设备之间的关联拓扑关系；
S22：利用继电保护一、二次映射关系及一次系统连接拓扑，结合SCD及标准化设计文件，构建与相邻二次设备的回路拓扑，形成电气量继电保护装置图谱化模型中输入量与相关二次设备的输出之间连接拓扑关系；
S23：按照标准化设计文件，建立S21得到的拓扑关系及S22得到的拓扑关系之间的回路连接拓扑关系，完成电气量继电保护装置图谱化模型中输入量二次实现回路的外部扩展相关拓扑关系构建。
5.根据权利要求1所述的基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，其特征在于：
S3具体包括以下步骤：
S31：对电气量继电保护装置图谱化模型中的保护功能进行功能模块化分割，构建保护功能模块实现所需的模拟量、开关量输入；
S32：按照电气量继电保护实际应用的各种运行方式，构建基于S31所述输入的保护功能模块投退控制与软、硬压板及定值逻辑；
S33：基于S32构建的逻辑，分析并构建影响保护功能模块保护动作行为的因素模型，至此完成保护功能的关联影响因素建模。
6.根据权利要求5所述的基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，其特征在于：
针对阻抗保护，所述功能投退控制与软、硬压板及定值逻辑具体为：
当阻抗保护软、硬压板均投入时，且其对应的阻抗保护控制字整定为“1”时，阻抗保护为投入状态，此时阻抗保护根据定值清单中整定的阻抗值、阻抗灵敏角、阻抗动作延时来工作，在发生故障时判断故障点是否在其保护范围内。
7.根据权利要求1所述的基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，其特征在于：
S4具体包括以下步骤：
S41：通过运维子站、主站SCADA系统获取保护压板状态及断路器、刀闸位置；
S42：根据保护压板状态及断路器、刀闸位置综合判断保护运行方式；
S43：S42判断保护为运行态时，利用同源对比，对电气量继电保护的模拟量输入、开关量输入量进行一致性核对，满足一致性核对时判定数据有效，否则数据无效并生成告警信息；
S44：对运行中的保护设备，通过分析继电保护装置具有的异常自检功能及告警生成机制、处置方法，结合输入量数据有效性与定值对比技术，基于S1-S3进行拓扑性关联分析，综合判断装置异常原因，提出异常处置方案。
8.根据权利要求7所述的基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，其特征在于：
S42中，若母线刀闸投入且断路器合位，则表示一次运行，若断路器分位，则表示一次退出，若断路器分位、母线刀闸拉开且接地刀闸合位，则表示一次检修，若检修压板退出且功能压板投入，则表示保护运行，若功能压板退出，则表示保护退出，若检修压板投入，则表示保护检修。
9.根据权利要求7所述的基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，其特征在于：
所述定值对比技术是指将保护装置的有效定值清单与标准定值清单进行逐项比对。
10.根据权利要求7所述的基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视方法，其特征在于：
S4还包括基于异常处理措施形成异常处理专家库并建立相关图谱拓扑。
11.基于知识图谱的电力二次系统的智能化监视系统，利用权利要求1-10任意一项所述的方法实现，其特征在于：所述系统包括：
图谱化模型构建模块，用于对电气量继电保护装置按保护对象类别、保护功能及装置的输入、输出进行结构化分解，构建电气量继电保护装置图谱化模型；
拓扑关系构建模块，用于对电气量继电保护装置图谱化模型中的输入量的二次实现回路构建外部扩展相关拓扑关系；
影响因素构建模块，用于对电气量继电保护装置图谱化模型中保护功能的关联影响因素进行建模，以将电气量继电保护装置图谱化模型进行进一步结构化分解；
智能化监视模块，用于基于图谱化模型构建模块、拓扑关系构建模块与影响因素构建模块进行拓扑性关联分析，实现电力二次系统的智能化监视。
12.一种终端，包括处理器及存储介质；其特征在于：
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1-10任一项所述方法的步骤。
13.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-10任一项所述方法的步骤。
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