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一种基于面向对象的变电站监控信息知识库设计方法

阅读：1012发布：2020-11-25

专利汇可以提供一种基于面向对象的变电站监控信息知识库设计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种基于面向对象的变电站监控信息知识库设计方法，目的在于第一时间通过该知识库推理出告警源头信息，以便更快捷地定位问题和出具解决预案。本方法主要在知识事先分类的前提下，设计并建立系统事件集合和系统警报集合，然后借助监控信息知识库数据库进行信息关联，最终给出通过知识库分析的信息处理结果。本发明主要用于变电站设备状态监视信息的关联和智能分析工作，是变电站现代化人工智能管理的一种有力体现。通过事先构建的产生式规则，建立事件集合和警报集合，经由知识库分析，获取信息中承载的原因，并为后续推理作支撑。，下面是一种基于面向对象的变电站监控信息知识库设计方法专利的具体信息内容。

权利要求

本发明提供一种基于面向对象的变电站监控信息知识库设计方法，主要用于在变电站设备状态监视信息的关联和智能分析工作，是变电站现代化人工智能管理的一种有力体现。通过事先构建的产生式规则，建立事件集合和警报集合，经由知识库分析，获取信息中承载的原因，并为后续推理作支撑。
本方法实现的载体是变现站监控信息专家库系统。此方法实现的权利要求如下所述。
1.基于变电站现场的监控信息原始数据，建立设备和系统事件的关联模型，为突出紧急事件，通过设定运行设备状态(正常状态、不正常状态和事故状态)的不同标识，将获取的事件队列进行排序。
2.根据权利要求1，建立系统警报集合。对系统发生故障中产生的某条或某几条生警报，进行知识关联性分析，实现警报的合并、重点提示及连带性报警消除。实现在系统警报集中找到相对应的系统警报；且规定每一次系统所报告的警报集合则是系统警报集的一个子集。并且在本方法中，将警报信息分成遥测越限警报、开关变位警报和保护事件警报。在这三类警报中，设置开关变位和保护事件为事故判断的主要信息源且优先级高于遥测越限警报。
3.根据权利要求1和2，建立监控信息关系型数据库数据表单。分别建立系统警报列表，系统事件列表，设备类型表，保护信息配置表；实现知识库监控信息拓扑关联性数据分析模型的建立。

说明书全文

一种基于面向对象的变电站监控信息知识库设计方法

技术领域

[0001] 本发明是基于产生式规则的信息专家库，尤其是指存放电力系统变电站监控信息以供求解问题所需要的专业领域知识。

背景技术

[0002] 变电站实施综合自动化后，全部告警信息上送到后台监控中心，告警信息都是按照时间顺序显示，发生事故时各种信号动作很频繁，值班人员容易遗漏重要的信号。因此，迫切需要在监控系统运行工作站上安装一套对变电站告警信息进行处理的专家系统，提取各种告警信息，给出处理方法，协助值班员进行故障判断及处理。

发明内容

[0003] 本发明提供一种基于面向对象的变电站监控信息知识库设计方法，目的在于第一时间通过该知识库推理出告警源头信息，以便更快捷地定位问题和出具解决预案。

[0004] 本方法主要是建立在知识事先分类的前提下，设计系统事件集合和系统警报集合，然后借助监控信息数据库进行信息关联，最终给出通过知识库分析的信息处理结果。其实现此方法的具体实现步骤如下所述。

[0005] 1.关联设备和系统事件，建立系统事件集合

[0006] 系统事件集是系统中所有可能发生的设备故障事件或者设备不正常运行事件所组成的集合。由于系统事件总是与设备相关联，系统中发生的事件通过采用组成该系统的设备事件来加以描述。

[0007] 一般来说，电力系统中运行设备的状态主要有三种：正常状态、不正常状态和事故状态。这里，将事故状态单独列出是为了将其与普通的不正常状态区分开来。而所谓的普通不正常状态是指设备偏离了正常的运行条件的状态，而这种状态虽然并不一定会立刻导致系统发生事故，但却存在使系统发生事故的可能。相应地，设备事件也可以分为三种：设备正常状态下发生的事件、设备不正常状态下发生的事件和设备事故状态下发生的事件。在该知识库中，仅考虑设备不正常状态下发生的事件和设备事故状态下发生的事件。综上所述，该知识库中的系统事件集可以用图1来描述。

[0008] 2.基于非常态下的监控信息，建立系统警报集合

[0009] 通过步骤1说明，系统警报集合是当系统发生故障或处于不正常状态下系统中产生的所有生警报信息经过抽象后所组建的抽象警报集合。对系统发生故障中产生的某条或某几条警报，实现在系统警报集中找到相对应的系统警报；且规定每一次系统所报告的警报集合则是系统警报集的一个子集。为了便于区分，我们把系统警报集中的警报称之为系统警报。在本方法中，将警报信息分成遥测越限警报、开关变位警报和保护事件警报。在这三类警报中，设置开关变位和保护事件为事故判断的主要信息源且优先级高于遥测越限警报。

[0010] SCADA系统中产生的警报通常是基于某个具体测点的警报，如某遥信测点的变位警报，这个变位可以是开关的变位(对应于开关变位警报)，也可以是保护的变位(对应于保护事件警报)。在知识库中，系统警报既可以是某个具体遥信测点所产生的简单警报，也可以是用模糊语言表达的某些遥信测点所产生的复杂警报。之所以提供模糊语言表达的警报，是因为：某一事件产生的警报通常并不完全确定，例如它会依赖于当前系统的运行方式和运行状态；事件产生的某些警报虽然可以用自然语言来描述，但是却常常难以用数学语言、程序语言来描述；单纯采用具体测点对象所构成的系统警报集规模太大，而且难以维护。

[0011] 3.建立知识库的数据库

[0012] 通过步骤1和2，建立知识库的数据库，主要分为系统警报列表，系统事件列表，设备类型表，保护信息配置表。

[0013] (1)系统警报列表

[0014] 系统警报列表的数据库是按照设备来进行划分的，不同的设备存在与之相对应的警报列表，这些列表分别记录这些不同设备可能出现的警报信息。

[0015] (2)系统事件列表

[0016] 系统事件列表主要就是存放系统中所有可能发生的设备故障事件或者设备不正常运行事件所组成的集合。

[0017] 系统事件的数据表属性主要设计包含：事件名称、处理指导、封锁标志、所属设备类型、所属厂站以及警报列表。

[0018] 说明：

[0019] 处理指导是指明当该事件发生后，用于向运行人员提供事故指导的文本指导文件名称；

[0020] 封锁标志是指封锁标志指明该事件是否处于封锁状态，1表示封锁，0表示不封锁，当事件处于封锁状态时，那么无论该事件是否发生，知识库均不会报告该事件；

[0021] 警报列表，是指当该事件发生后，监控系统所报告的对该事件的系统警报集合。

[0022] (3)设备类型表

[0023] 主要用于存储变电站的所有设备类型，所有这些不同的设备表统一由设备类型表来描述。结构见图2所示。

[0024] (4)保护信息配置表

[0025] 主要作用于警报信息预处理，是将警报信息转向知识库能够识别的报警信息的一个配置映射表。

[0026] 附图表说明

[0027] 图1为系统事件集模型

[0028] 图2为设备类型结构框图

[0029] 图3为面向对象的知识库学习和分析流程图

[0030] 具体分析实施

[0031] 以故障及保护动作为实例，通过知识库分析，给出初步结论，具体实施流程图设计见图3。

[0032] 故障及保护动作：故障元件为线路201，但线路保护动作后开关2011拒跳，2号主变后备保护动作跳低压侧开关1023。

[0033] 系统接收上送的警报信息并经过预处理后，产生以下3条警报：

[0034] ①线路100％区内保护动作(＝201)；

[0035] ② 变压器相间后备保护动作(＝#2)；

[0036] ③变压器低压侧开关跳闸(＝#2，＝1023)。

[0037] 知识库接收到上述3条警报后，对变电站事件集进行扫描，从281个事件中过滤出61个可能的事件，其中，仅包含第1条警报的事件26个，仅包含第2 条警报的事件10个，仅包含第三条警报的事件12个，同时包含以上3条警报中的2条的事件11个，同时包含以上3条警报的事件2个。

[0038] 系统处理后，给出如下事件：线路201相间故障，线路开关拒跳，2号变压器低压侧开关1023跳闸。

[0039] 该事件的特征警报集由上述3条警报组成。因此，也是与报告的警报集最为匹配，结果正确。

[0040] 由于知识库能给出多个最优解或次优解，因此在测试中，系统除给出上述最优解外，还分别给出一些次优解(数目可设定)，供运行人员参考。

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