电网调度的复杂故障诊断方法、装置和计算机设备与流程

文档序号:23550813发布日期:2021-01-05 21:08阅读:85来源:国知局
电网调度的复杂故障诊断方法、装置和计算机设备与流程
本申请涉及故障诊断
技术领域
,特别是涉及一种电网调度的复杂故障诊断方法、装置和计算机设备。
背景技术
:电网发生故障会引起一系列的保护和控制设备相继动作用,电网调度需要快速判断引起保护和控制动作的故障原因,并做出调度操作,尽最大可能降低故障影响。现有的故障诊断方法通常需要较为准确全面的故障信号,并且还要求信息的准确性,目前绝大多数电网出现故障时,调度员进行故障处理时并不能及时得到故障信号的详细信息,仅能依靠变电站传来的遥信报文和数据采集与监视控制系统监测到的系统状态变化进行故障诊断,因此,大多数电网故障诊断系统都难以对复杂故障给出准确的诊断。技术实现要素:基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够对电网复杂故障进行准确诊断的电网调度的复杂故障诊断方法、装置和计算机设备。一种电网调度的复杂故障诊断方法,所述方法包括:获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于所述报文信息建立信息元件集合,并将所述报文信息逐条转化为报文事件;基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型;根据所述局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立所述报文事件的故障原因假说集合;计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论。在其中一个实施例中,所述信息元件集合包括:所述报文信息提及的元件、所有保护所直接保护的主设备、与所有保护直接相邻的上游和下游的主设备及开关、所有主设备的保护和备自投。在其中一个实施例中,所述基于所述报文信息建立信息元件集合,所述各信息元件加入所述信息元件集合后,相同的所述各信息元件只保留一个,以使得所述信息元件集合中元件不重复。在其中一个实施例中,所述基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型,包括:基于所述信息元件集合,获取所述信息元件集合中的主设备和开关,并基于所述主设备的接线,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型。在其中一个实施例中,所述预设的报文事件因果关系知识表包括所述信息元件集合中的各元件的状态变化之间的固有因果关系,所述元件的类型包括主设备、开关、保护、备自投或和重合闸中的至少一种。在其中一个实施例中,所述建立所述报文事件的故障原因假说集合,包括:获取报文事件队列中的第一报文事件,根据所述报文事件因果关系知识表标注设定各时间窗口内的所述报文事件队列中第一报文事件的顶层事件;基于所述报文事件因果关系知识表,得到所述各顶层事件的可能原因,对各所述可能原因新建各顶层事件的原因假说;将各所述各顶层事件的原因假说加入所述各顶层事件的原因事件中,建立所述报文事件的故障原因假说集合。在其中一个实施例中,所述设定各时间窗口为第一报文事件发生的时间与所述第一报文事件对应的因果时间间隔的和值或差值。在其中一个实施例中,所述根据所述报文事件因果关系知识表标注设定各时间窗口内的所述报文事件队列中第一报文事件的顶层事件,包括:根据所述报文事件因果关系知识表在所述报文事件队列中寻找所述第一报文事件的第一原因事件;若不能够找到所述第一报文事件的第一原因事件,则将当前所述第一报文事件标注为当前设定时间窗口内的顶层事件;若能够找到所述第一报文事件的第一原因事件,则将所述第一原因事件标注为第一报文事件,返回根据所述报文事件因果关系知识表在所述报文事件队列中寻找所述第一报文事件的第一原因事件的过程,直到不能找到第一报文事件对应的第一原因事件,并将最后标注的第一报文事件标注为当前设定时间窗口内的顶层事件。在其中一个实施例中,所述建立所述报文事件的故障原因假说集合之后,包括:对所述报文事件的故障原因假说集合进行演绎。在其中一个实施例中,所述对所述报文事件的故障原因假说集合进行演绎,包括:根据所述报文事件因果关系知识表,查询所述报文事件的故障原因假说集合中的各原因事件对应的结果事件;若所述结果事件在所述报文事件队列中,则将所述结果事件对应的原因事件填入所述报文事件的原因事件中;若所述结果事件不在所述报文事件队列中,则将所述结果事件加入理想报文事件队列中,并将所述结果事件对应的原因事件加入所述理想报文事件的原因事件中。在其中一个实施例中,所述计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论,包括:根据各所述顶层事件不同将所述报文事件划分为若干个子集,计算单个所述报文事件的故障原因假说关于各所述顶层事件的条件概率;计算单个所述报文事件的故障原因假说关于各顶层事件所在报文事件子集的条件概率;计算所述报文事件的故障原因假说集合关于所有所述报文事件的条件概率;根据所述各所述报文事件的故障原因的条件概率,选择发生可能性最大的所述报文事件的故障原因假说集合作为故障诊断结论。一种电网调度的复杂故障诊断装置,所述装置包括:信息获取模块,用于获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于所述报文信息建立信息元件集合,将所述报文信息逐条转化为报文事件;算法模块,用于基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型;推理假说模块,用于根据所述局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立所述报文事件的故障原因假说集合;诊断模块,用于计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论。一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于所述报文信息建立信息元件集合,并将所述报文信息逐条转化为报文事件;基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型;根据所述局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立所述报文事件的故障原因假说集合;计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论。一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于所述报文信息建立信息元件集合,并将所述报文信息逐条转化为报文事件;基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型;根据所述局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立所述报文事件的故障原因假说集合;计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论。上述电网调度的复杂故障诊断方法、装置和计算机设备,通过获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于所述报文信息建立信息元件集合,并将所述报文信息逐条转化为报文事件;基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型;根据所述局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立所述报文事件的故障原因假说集合;计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论。采用本申请实施例方法能够对电网复杂故障进行准确诊断。附图说明图1为一个实施例中电网调度的复杂故障诊断方法的应用环境图;图2为一个实施例中电网调度的复杂故障诊断方法的流程示意图;图3为一个实施例中建立报文事件故障原因假说集合的流程示意图;图4为一个实施例中标注报文事件的顶层事件的流程示意图;图5为一个实施例中演绎报文事件的故障原因假说集合的流程示意图;图6为一个实施例中计算报文事件的故障原因假说集合概率的流程示意图;图7为一个最具体实施例中局部网络拓扑模型的示意图;图8为一个实施例中电网调度的复杂故障诊断装置的结构框图;图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。本申请提供的电网调度的复杂故障诊断方法,可以应用于如图1所示的应用环境中。其中,终端设备102可以是计算机设备,终端设备102通过网络与电网电力调度系统中的服务器104进行通信。当电网发生故障时,服务器104用于获取电力调度系统中的各电力设备发送的故障源遥信报文信息,电力设备主要包括发电设备和供电设备两大类,发电设备主要是电站锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机、发电机、变压器等等,供电设备主要是各种电压等级的输电线路、互感器、接触器等等。服务器104将故障源遥信报文信息发送至终端设备102,终端设备102通过获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于报文信息建立信息元件集合,并将报文信息逐条转化为报文事件;基于信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型;根据局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立报文事件的故障原因假说集合;计算报文事件的故障原因假说集合的概率,最终获得故障诊断结论。终端设备102获得故障诊断结论后,调度员可以根据故障诊断结论对电网的故障进行修复。终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑等,电网电力调度系统中的服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。终端设备102还可以是电网电力调度系统中的计算机设备,当电网发生故障时,电力调度系统中的各电力设备的故障源遥信报文信息发送至终端设备102,终端设备102获得故障诊断结论后,调度员再根据故障诊断结论对电网的故障进行修复。在其中一个实施例中,如图2所示,提供了一种电网调度的复杂故障诊断方法,以该方法应用于图1中的终端102为例进行说明,包括以下步骤:步骤s202:获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于所述报文信息建立信息元件集合,并将所述报文信息逐条转化为报文事件。其中,报文是网络中交换与传输的数据单元,即某站点一次性要发送的数据块,报文中包含了将要发送的完整的数据信息,报文的长短不一致,长度不限而且可以发生变化。具体地,当电网发生故障时,根据故障发生的位置和原因,会引起一系列的电网保护和电网控制设备的继动作用,变电站会传来故障发生的位置和保护和控制设备是否动作等信息,该信息称为故障源遥信报文信息。在其中一个实施例中,在本申请的电网系统中,元件是发电、输变电和用电过程中完成电磁能与其他能量形式转换的转换、电压转换、电力传输和电力电路投切等功能的电器和装置的总称。具体地,元件类型主要包括:主设备、开关、保护、重合闸、备自投、事故总。在其中一个实施例中,主设备包括变压器、线路和母线,开关包括断路器。在其中一个实施例中,基于所述报文信息建立信息元件集合。具体地,信息元件集合包括:报文信息提及的元件、所有保护所直接保护的主设备、与所有保护直接相邻的上游和下游的主设备及开关、所有主设备的保护和备自投。在其中一个实施例中,基于所述报文信息建立信息元件集合,各信息元件加入信息元件集合后,相同的各信息元件只保留一个,以使得信息元件集合中的元件不重复。其中,集合是指具有某种特定性质的具体的或抽象的对象汇总而成的集体。具体地,各元件存在唯一识别标志码,基于报文信息将所涉及的各元件加入信息元件集合,相同的各元件经过筛选和过滤只保留一个,使得在信息元件集合中出现的元件不重复。在其中一个实施例中,将报文信息逐条转化为报文事件,具体地,将电网的状态变化描述为事件,在电网发生故障时,将故障源遥信报文信息转化为报文事件,每一条故障源遥信报文事件都存在其对应的事件数据,对于各报文事件都通过事件数据结构进行描述。其中,事件数据结构包括:元件(u)、元件类型(g)、状态(s)、时间(t)、事件原因(c)和发生概率(p)。在其中一个实施例中,在电网故障诊断时,若收到的遥信报文信息为“2020年5月19日08:15:43110kva线保护动作”,则该遥信报文信息对应的事件数据为:步骤s204:基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型。在其中一个实施例中,基于信息元件集合,建立信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型,具体地,基于信息元件集合,获取信息元件集合中的主设备和开关,并基于主设备的接线,建立信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型。其中,在电网系统中,接线主要是指为了满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明各元件设备之间相互连接关系的传送电能的电路,主设备的接线就是表明几种主设备之间相互连接关系的传送电能的电路。网络拓扑结构是指用传输介质互连各种设备的物理布局,是构成网络的成员间特定的物理的即真实的、或者逻辑的即虚拟的排列方式,在实际应用中,几种计算机设备之间若要实现互联,就需要通过网络以一定的结构方式进行连接,这种连接方式被称为网络拓扑结构。局部网络拓扑结构就是在一个局部范围内的网络拓扑结构,局部网络拓扑模型就是基于局部网络拓扑结构的原理而建立的。步骤s206:根据所述局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立所述报文事件的故障原因假说集合。在其中一个实施例中,预设的报文事件因果关系知识表包括:信息元件集合中的各元件的状态变化之间的固有因果关系。具体地,预设的报文事件的因果关系知识表的结构包括:原因事件、结果事件、因果概率和因果时间间隔。其中,原因事件中记录报文事件的原因事件的元件(u)、元件类型(g)和状态(s),表示为{u,g,s},结果事件中记录报文事件的原因事件所对应的结果事件的元件(u)、元件类型(g)和状态(s),表示为{u,g,s},因果概率记录报文事件的该原因事件引发该结果事件的条件概率,因果时间间隔记录该结果事件发生滞后于报文事件的原因事件发生的时间间隔。报文事件的因果关系知识表是电网调度的故障诊断基础。在其中一个实施例中,元件的类型包括主设备、开关、保护、备自投和重合闸中的至少一种。在其中一个实施例中,建立所述报文事件的故障原因假说集合,如图3所示,包括:步骤s302:获取报文事件队列中的第一报文事件,根据所述报文事件因果关系知识表标注设定各时间窗口内的所述报文事件队列中第一报文事件的顶层事件。在其中一个实施例中,在电网系统中,根据电网故障发生的时间不同生成多个故障源遥信报文信息,将报文信息逐一转化为报文事件后,将全部报文事件按照时间顺序排序,生成报文事件队列。在其中一个实施例中,获取报文事件中的第一报文事件,具体地,取出报文事件队列中的第一个报文事件,第一个报文事件被称为第一报文事件。在其中一个实施例中,设定各时间窗口为第一报文事件发生的时间与第一报文事件对应的因果时间间隔的和值或差值。具体地,根据预设的报文事件因果关系知识表,得到第一报文事件对应的原因事件和结果事件,根据原因事件和结果事件发生的时间获得第一报文事件对应的因果时间间隔。再根据第一报文时间发生的时间和第一报文事件对应的因果时间间隔设定时间窗口,时间窗口为第一报文事件发生的时间与为第一报文事件发生的时间与第一报文事件对应的因果时间间隔的和值或差值。在其中一个实施例中,根据所述报文事件因果关系知识表标注设定各时间窗口内的所述报文事件队列中第一报文事件的顶层事件,如图4所示,包括:步骤s402:根据所述报文事件因果关系知识表在所述报文事件队列中寻找所述第一报文事件的第一原因事件。在其中一个实施例中,取出报文事件队列中的第一报文事件,在设定的时间窗口内,根据报文事件因果关系知识表中寻找第一报文事件对应的第一原因事件。步骤s404:若不能够找到所述第一报文事件的第一原因事件,则将当前所述第一报文事件标注为当前设定时间窗口内的顶层事件。在其中一个实施例中,在设定的窗口内,无法得到该报文事件发生的原因的事件,被称为顶层事件。在其中一个实施例中,在设定的时间窗口内,根据报文事件因果关系知识表,若不能找到第一报文时间的第一原因事件,则将当前的第一报文事件标注为当前时间窗口内的顶层事件。步骤s406:若能够找到所述第一报文事件的第一原因事件,则将所述第一原因事件标注为第一报文事件,返回根据所述报文事件因果关系知识表在所述报文事件队列中寻找所述第一报文事件的第一原因事件的过程,直到不能找到第一报文事件对应的第一原因事件,并将最后标注的第一报文事件标注为当前设定时间窗口内的顶层事件。在其中一个实施例中,在设定的时间窗口内,根据报文事件因果关系知识表,若能够找到第一报文事件的第一原因事件,则将找到的该第一原因时间标注为新的第一报文事件,返回根据报文事件因果关系知识表在报文事件队列中寻找第一报文事件的第一原因事件的过程,寻找新的第一报文事件对应的新的第一原因事件,直到不能找到新的第一报文事件对应的第一原因事件为止,将最后一次标注的第一报文事件作为当前设定时间窗口内的顶层事件。在其中一个实施例中,将报文事件队列中的每一个报文事件都进行顶层事件的标注过程,直到完成报文事件队列中的所有报文事件的所有顶层事件的标注。步骤s304:基于所述报文事件因果关系知识表,得到所述各顶层事件的可能原因,对各所述可能原因新建各顶层事件的原因假说。在其中一个实施例中,根据报文事件因果关系知识表,查询得到各个顶层事件对应的各原因事件,根据各可能的原因事件建立各顶层事件的原因假说。步骤s306:将各所述各顶层事件的原因假说加入所述各顶层事件的原因事件中,建立所述报文事件的故障原因假说集合。在其中一个实施例中,将各顶层事件的原因假说加入各顶层事件对应的原因事件中,根据各顶层事件的原因事件建立报文事件故障原因假说集合。在其中一个实施例中,建立报文事件的故障原因推理假说集合之后,还包括步骤:对报文事件的故障原因假说集合进行演绎。在其中一个实施例中,对报文事件的故障原因假说集合进行演绎,如图5所示,包括:步骤s502:根据所述报文事件因果关系知识表,查询所述报文事件的故障原因假说集合中的各原因事件对应的结果事件。在其中一个实施例中,对于某个报文事件,该报文事件的原因事件可能有多个,具体地,某个报文事件可能会对应多个原因事件,其中,有的原因事件可以对应解释多个报文事件,有的原因只能对应解释一个报文事件,因此,需要对报文事件的故障原因假说集合进行演绎。在其中一个实施例中,演绎就是进行演绎推理,在数学上,演绎推理是一种由一般到特殊的推理方法,是前提和结论之间具有必然联系的推理。在本申请的实施例中,进行演绎的目的是确定原因事件与报文事件之间必然能够发生的概率,将此概率作为计算报文事件的故障原因假说集合的概率的基础。在其中一个实施例中,根据报文事件因果关系知识表,查询报文事件的故障原因假说集合中的各原因事件对应的结果事件,列举出各原因事件对应的所有结果事件。步骤s504:若所述结果事件在所述报文事件队列中,则将所述结果事件对应的原因事件填入所述报文事件的原因事件中。在其中一个实施例中,对于某个报文事件的故障原因事件,该原因事件对应的结果事件可能有多个,具体地,该原因事件可能会对应多个结果事件,其中,有的结果事件可能在报文事件队列中,有的结果事件可能不在报文事件队列中。在其中一个实施例中,若结果事件在报文事件队列中,则将该结果事件对应的原因事件填入报文事件的原因事件中,以确定两者的因果关系概率。步骤s506:若所述结果事件不在所述报文事件队列中,则将所述结果事件加入理想报文事件队列中,并将所述结果事件对应的原因事件加入所述理想报文事件的原因事件中。在其中一个实施例中,若结果事件不在报文事件队列中,则将该结果事件加入理想报文事件队列中。具体地,电网系统的实际应用环境中,在报文信息的发送过程中,会存在报文信息丢失的情况,理想情况下,能够接收到所有的报文信息,也就是报文信息在发送过程中不存在任何丢失的情况下获得的报文事件队列,称为理想报文事件队列。在其中一个实施例中,若结果事件不在报文事件队列中,则将该结果事件加入理想报文事件队列,并将该结果事件所对应的原因事件加入理想报文事件的原因事件中。具体地,将结果事件加入理想报文事件队列后,将该结果事件对应的原因加入理想报文事件的原因事件中,获得理想报文事件的故障原因假说集合。在其中一个实施例中,重复此演绎过程,直到报文事件的故障原因假说集中的所有报文事件的原因事件都能够找到对应的结果事件。步骤s208:计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论。在其中一个实施例中,计算报文事件的故障原因假说集合中的各原因发生的概率,根据概率结果,获得故障诊断结论。在其中一个实施例中,如图6所示,计算报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论,包括:步骤s602:根据各所述顶层事件不同将所述报文事件划分为若干个子集,计算单个所述报文事件的故障原因假说关于各所述顶层事件的条件概率。在其中一个实施例中,根据顶层事件的不同,将实际的报文集合划分成若干个子集。记对应第1个原因假说集的第i个实际报文子集的顶层事件为对应的第j个原因假说为原因假说所涉及的元件记为u。查询报文事件因果关系知识表,得到该原因假说发生的概率,记为计算顶层事件发生时,故障原因是原因假说的概率当原因假说为报文事件因果关系知识表中的序号3-7的原因事件时,将假说编号记为0,计算公式如下:其中,i=1,2,3,l,α表示顶层事件发生时的原因假说系数,pmiss表示通信故障即一段时间内该厂站所有保护、备自投、重合闸和事故总报警事件均丢失,相当于无相应事件的概率,表示元件的误动概率,pws表示通信误码,即该厂站某一个保护、备自投、重合闸或事故总报警事件误报,相当于该事件实际并未发生的概率。当原因假说不为报文事件因果关系知识表中的序号3-7的原因事件时,将假说编号记为一个非0的自然数,计算公式如下:其中,i=1,2,3,l,α表示顶层事件发生时的原因假说系数,pmiss表示通信故障即一段时间内该厂站所有保护、备自投、重合闸和事故总报警事件均丢失,相当于无相应事件的概率,表示元件的拒动概率,pws表示通信误码,即该厂站某一个保护、备自投、重合闸或事故总报警事件误报,相当于该事件实际并未发生的概率。在公式中,原因假说系数α计算公式如下:其中,计算顶层事件不发生时,故障原因是原因假说的概率当原因假说为报文事件因果关系知识表中的序号3-7的原因事件,假说编号记为0时,其中,i=1,2,3,l,α′表示顶层事件不发生时的原因假说系数,表示元件的误动概率,pmiss表示通信故障即一段时间内该厂站所有保护、备自投、重合闸和事故总报警事件均丢失,相当于无相应事件的概率,pws表示通信误码,即该厂站某一个保护、备自投、重合闸或事故总报警事件误报,相当于该事件实际并未发生的概率。当原因假说为报文事件因果关系知识表中的序号3-7的原因事件,假说编号为非0的自然数时,其中,i=1,2,3,l,α′表示顶层事件不发生时的原因假说系数,pmiss表示通信故障即一段时间内该厂站所有保护、备自投、重合闸和事故总报警事件均丢失,相当于无相应事件的概率,表示元件的拒动概率,pws表示通信误码,即该厂站某一个保护、备自投、重合闸或事故总报警事件误报,相当于该事件实际并未发生的概率。在公式中,原因假说系数α′计算公式如下:其中,步骤s604:计算单个所述报文事件的故障原因假说关于各顶层事件所在报文事件子集的条件概率。在其中一个实施例中,设第1个假说集对应的实际报文事件的第i个子集为顶层事件报文为第j个假说为对应的理想报文事件为计算假说关于顶层事件所在报文事件子集的条件概率计算公式如下:其中,m为理想报文事件的报文数量减去实际报文事件的报文数量的值,pmiss表示通信故障即一段时间内该厂站所有保护、备自投、重合闸和事故总报警事件均丢失,相当于无相应事件的概率,表示顶层事件发生时,故障原因是原因假说的概率,表示顶层事件不发生时,故障原因是原因假说的概率。步骤s606:计算所述报文事件的故障原因假说集合关于所有所述报文事件的条件概率。在其中一个实施例中,假说集关于所有报文事件的事件集的条件概率计算如下:其中,表示假说关于顶层事件所在报文事件子集的条件概率。步骤s608:根据所述各所述报文事件的故障原因的条件概率,选择发生可能性最大的所述报文事件的故障原因假说集合作为故障诊断结论。为了使本申请实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白,首先对本申请实施例涉及的元件及相关知识进行统一描述,在此基础上结合附图和一个最具体实施例对本申请进一步详细说明,应当理解,此处描述的一个最具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。(1)元件类型及元件类型状态在本申请实施例中,元件类型及元件类型状态定义如下:表1元件类型和元件类型状态(2)报文事件及数据结构在本申请实施例中,所有电网状态变化过程都被描述为事件,一个事件(event)的描述遵循以下数据结构:表2事件数据结构(3)报文事件因果关系知识表在本申请实施例中,电网的故障诊断知识采用报文事件因果关系知识表进行描述,报文事件因果关系知识表描述了各元件的状态变化之间的固有因果关系。表3事件因果关系知识表结构在本申请实施例中,为了简便,采用统一形式表示不同元件的不同因果概率。其中,上标u表示元件类型,具体的对应如下表:表4元件类型的符号定义元件类型符号u元件类型p主设备s开关r保护re重合闸a备自投f事故总其中,下标x表示概率类型,具体的对应如下表:表5概率和条件概率的符号定义例如,表示某开关si的瞬间故障概率。在本申请实施例中,归纳出以下报文事件因果关系知识表,作为电网的故障诊断的基础:表6报文事件因果关系知识表在报文事件因果关系知识表中,结果事件对应的元件记为u1,原因事件对应的元件记为u2或者u0、u0-1、u0-2等。其中:①当u1为保护时,u2表示它保护的主设备;②当u1为开关时,u2表示控制它的保护或重合闸或备自投;③当u1为重合闸时,u2表示与它对应的保护。④当u1为主设备时,u0或u0-1表示它的上游主设备(即向它提供电力的主设备),u0-2表示连接它与上游主设备的开关。⑤当u1为备自投时,u2表示它保护的主设备。此外,序号24和25的是两个特殊规则,进一步说明如下:①序号24原因事件:厂站-调度的通信误码;结果事件:该厂站某一个保护、备自投、重合闸或事故总报警事件误报,相当于该事件实际并未发生;事件发生的概率记为pws。②序号25原因事件:厂站-调度的通信故障;结果事件:一段时间内该厂站所有保护、备自投、重合闸和事故总报警事件均丢失,相当于无相应事件;事件发生的概率记为pmiss。在一个最具体实施例中,以某地110kv系统的一段遥信报文信息为例。根据报文信息,建立信息元件集合,括号内为各元件的编号,与元件在局部网络拓扑模型的示意图7中的编号相一致。主设备,包括:220kvaa站#5母线(p1),110kvac甲线(p2),110kvbb站#1主变(p3),110kvbb站#1母线(p4);开关,包括:220kvaa站母联100b甲开关(s1),220kvaa站母联103开关(s2),110kvac甲线130开关(s3),bb站母联500a开关(s4),bb站#1主变变低501开关(s5),bb站#1主变变高101开关(s6),bb站380v#1站用变变低401开关(s7);保护,包括:220kvaa站#5母线保护(r1),110kvac甲线保护(r2),110kvbb站#1主变保护(r3),110kvbb站#1母线保护(r4);重合闸,包括:110kvac甲线重合闸(re1);备自投,包括:220kvaa站#5母线备自投(a1),bb站10kv母联500a备自投(a2);事故总,包括:aa站事故总(f1),110kvac甲线事故总(f2),bb站事故总(f3),bb站#1主变变低事故总(f4)。根据上述信息元件,建立局部网络拓扑模型,如图7所示,需要说明的是,图中元件仅标注编号,图中黑色实线表示拓扑连接,虚线表示元件的逻辑联系。根据局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立报文事件的故障原因假说集合,在本实施例中,共生成了20个故障原因假说集合,选取其中的两个假说集合如下:假说集合h1包含3个假说:110kvac甲线永久故障10kv母联500a备自投动作误信号10kv母联500a备自投复归误信号对应的顶层事件分别为:110kvac甲线保护动作动作10kv母联500a备自投动作动作10kv母联500a备自投动作复归假说集合h2包含3个假说:110kvac甲线瞬时故障110kvac甲线瞬时故障10kv母联500a备自投动作误信号10kv母联500a备自投复归误信号对应的顶层事件分别为:110kvac甲线保护动作动作110kvac甲线保护动作动作10kv母联500a备自投动作动作10kv母联500a备自投动作复归计算报文事件的故障原因假说集合的概率,在本实施例中,选取了可能性最大的两个假说集,对其计算过程进行介绍:计算采用的因果概率具体数值如下:此外,pmiss=0.5,pws=0.0001。假说集合h1概率计算结果如下:p(h1|r)=0.0153假说集合h2概率计算结果如下:p(h2|r)=0.001计算所有假说集合概率后进行归一化处理,得到p(h1|r)=0.9882p(h2|r)=0.0040其中,假说集h1的概率最大,因此输出故障诊断结论为h1,与事实相符。上述电网调度的复杂故障诊断方法中,通过获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于所述报文信息建立信息元件集合,并将所述报文信息逐条转化为报文事件;基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型;根据所述局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立所述报文事件的故障原因假说集合;计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论。采用本申请实施例方法能够对电网复杂故障进行准确诊断。应该理解的是,虽然图2-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图2-6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。在其中一个实施例中,如图8所示,提供了一种电网调度的复杂故障诊断装置,包括:信息获取模块810、算法模块820、推理假说模块830和诊断模块840,其中:信息获取模块810,用于获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于所述报文信息建立信息元件集合,将所述报文信息逐条转化为报文事件。算法模块820,用于基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型。推理假说模块830,用于根据所述局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立所述报文事件的故障原因假说集合。诊断模块840,用于计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论。在其中一个实施例中,所述信息获取模块810,包括以下单元:信息元件集合单元:用于建立所述信息元件集合,所述信息元件集合包括所述报文信息提及的元件、所有保护所直接保护的主设备、与所有保护直接相邻的上游和下游的主设备及开关、所有主设备的保护和备自投。信息元件保留单元:用于基于所述报文信息建立信息元件集合,所述各信息元件加入所述信息元件集合后,相同的所述各信息元件只保留一个,以使得所述信息元件集合中元件不重复。在其中一个实施例中,所述算法模块820,包括以下单元:局部网络拓扑模型建立单元:用于基于所述信息元件集合,获取所述信息元件集合中的主设备和开关,并基于所述主设备的接线,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型。在其中一个实施例中,所述推理假说模块830,包括以下单元:报文事件因果关系知识表单元:用于所述预设的报文事件因果关系知识表,所述报文事件因果关系知识表包括所述信息元件集合中的各元件的状态变化之间的固有因果关系,所述元件的类型包括主设备、开关、保护、备自投或和重合闸中的至少一种。顶层事件获取单元:用于获取报文事件队列中的第一报文事件,根据所述报文事件因果关系知识表标注设定各时间窗口内的所述报文事件队列中第一报文事件的顶层事件。顶层事件原因假说单元:用于基于所述报文事件因果关系知识表,得到所述各顶层事件的可能原因,对各所述可能原因新建各顶层事件的原因假说。报文事件的故障原因假说集合单元:用于将各所述各顶层事件的原因假说加入所述各顶层事件的原因事件中,建立所述报文事件的故障原因假说集合。在其中一个实施例中,所述顶层事件获取单元,还包括:时间窗口单元:用于设定各时间窗口为第一报文事件发生的时间与所述第一报文事件对应的因果时间间隔的和值或差值。第一原因事件获取单元:用于根据所述报文事件因果关系知识表在所述报文事件队列中寻找所述第一报文事件的第一原因事件。时间窗口内顶层事件获取单元:用于若不能够找到所述第一报文事件的第一原因事件,则将当前所述第一报文事件标注为当前设定时间窗口内的顶层事件,若能够找到所述第一报文事件的第一原因事件,则将所述第一原因事件标注为第一报文事件,返回根据所述报文事件因果关系知识表在所述报文事件队列中寻找所述第一报文事件的第一原因事件的过程,直到不能找到第一报文事件对应的第一原因事件,并将最后标注的第一报文事件标注为当前设定时间窗口内的顶层事件。在其中一个实施例中,还包括以下模块:演绎模块:用于所述建立所述报文事件的故障原因假说集合之后,对所述报文事件的故障原因假说集合进行演绎。在其中一个实施例中,所述演绎模块,包括以下单元:结果事件获取单元:用于根据所述报文事件因果关系知识表,查询所述报文事件的故障原因假说集合中的各原因事件对应的结果事件。报文事件的原因事件单元:用于若所述结果事件在所述报文事件队列中,则将所述结果事件对应的原因事件填入所述报文事件的原因事件中,若所述结果事件不在所述报文事件队列中,则将所述结果事件加入理想报文事件队列中,并将所述结果事件对应的原因事件加入所述理想报文事件的原因事件中。在其中一个实施例中,所述诊断模块840,包括以下单元:顶层事件条件概率计算单元:用于根据各所述顶层事件不同将所述报文事件划分为若干个子集,计算单个所述报文事件的故障原因假说关于各所述顶层事件的条件概率。顶层事件所在报文事件子集条件概率计算单元:用于计算单个所述报文事件的故障原因假说关于各顶层事件所在报文事件子集的条件概率。报文事件概率计算单元:用于计算所述报文事件的故障原因假说集合关于所有所述报文事件的条件概率。故障诊断单元:用于根据所述各所述报文事件的故障原因的条件概率,选择发生可能性最大的所述报文事件的故障原因假说集合作为故障诊断结论。关于电网调度的复杂故障诊断装置的具体限定可以参见上文中对于电网调度的复杂故障诊断方法的限定,在此不再赘述。上述电网调度的复杂故障诊断装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。在其中一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储电网调度的复杂故障诊断数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电网调度的复杂故障诊断方法。本领域技术人员可以理解,图9中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。在其中一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于所述报文信息建立信息元件集合,并将所述报文信息逐条转化为报文事件;基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型;根据所述局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立所述报文事件的故障原因假说集合;计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论。在其中一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:获取电网调度的故障源遥信报文信息,基于所述报文信息建立信息元件集合,并将所述报文信息逐条转化为报文事件;基于所述信息元件集合,建立所述信息元件集合中的主设备和开关的局部网络拓扑模型;根据所述局部网络拓扑模型和预设的报文事件因果关系知识表,建立所述报文事件的故障原因假说集合;计算所述报文事件的故障原因假说集合的概率,获得故障诊断结论。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-onlymemory,rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,ram可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory,sram)或动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory,dram)等。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12
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