基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，根据智能变电站的拓扑结构、元件参数和故障特点，建立了多层故障推理库，并根据智能推理机进行故障分析，具有实现灵活、扩展方便、适应性强等优点，具有较高的可实施性，为电网调度运行人员快速处理设备异常和故障提供有力条件，对提高工作效率、促进电网安全、经济运行有着重要的意义和作用，具有良好的应用前景。
【专利说明】基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电网综合监控【技术领域】，具体涉及一种基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法。
【背景技术】
[0002]随着计算机技术的飞速进步和电网规模的快速发展，智能变电站综合自动化系统的普及以及无人值守变电站的全面实施，电力综合监控系统监视的信息需求日趋庞大，但是，相应的电网突发事件的种类、特征日趋多样，发生概率逐步增大，致使电网监控的工作量越来越大，电网监控巡视时间过长，埋下事故隐患。以现有的人工分析、判断、决策为主的调度事故处理方式已不能适应未来电网的发展需求，而传统的告警模式，还存在以下缺
(1)采用单一维度，如开关变位、保护信号、遥测越限等的分类显然不足以对具体的告警信息进行准确且充分的描述；
(2)只是单向地提供抑制/启用、孤立的告警信息确认等功能，告警方式相对单调，缺乏用户体验，而且过多的信息提供，对运行人员而言是致命的事情，在如此繁多的告警信息中，运行人员不能快速地把握重点信息；
(3)只能采用平铺、简单的分级分类过滤的方式把信息告知运行人员，显然这些仍然过多和不够智能；
由于传统的告警模式存在上述的缺点，加强综合监控系统告警模块的实时智能分析推理判断功能势在必行。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术存在的不足，本发明的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，根据智能变电站的拓扑结构、元件参数和故障特点，建立了多层故障推理库和智能推理机，具有实现灵活、扩展方便、适应性强等优点，具有较高的可实施性，为电网调度运行人员快速处理设备异常和故障提供有力条件，对提高工作效率、促进电网安全、经济运行有着重要的意义和作用。
[0004]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，其特征在于:包括以下步骤， 步骤(1)，搭建智能告警的跨平台支撑软件；
步骤(2)，建立智能告警的多层故障推理库，多层故障推理库描述故障发生时系统的各种状态；
步骤(3)，通过智能推理机模型，采用逻辑推理中的穷举法进行故障分析，确定故障类型和位置，生成故障分析简报；
步骤(4)，将故障分析简报上送到调度中心，存入本地历史库中，供下载查看。
[0005]前述的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，其特征在于:步骤(2)建立智能告警的多层故障推理库的方法为，
1)通过对智能告警中存在的告警信息归纳分析，得到告警信息的关联关系；
2)根据告警信息的关联关系，将各故障发生时，产生的告警信息进行固化和明确，并根据电力专家的建议给出对应故障的解决方案；
3)汇总对应故障的解决方案，建立智能告警的多层故障推理库。
[0006]前述的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，其特征在于:所述多层故障推理库采用三层架构模式，包括，
1)知识库层，包括故障的名称、解决方案、触发该故障信号的内容，其中触发故障的信号为保护装置的保护启动信号；
2)对象库层:包括故障产生时保护装置的动作信号或者是开关的重合闸动作信号，知识库与对象库是一对多的关系，并定义了每个知识下各个对象的时序关系；
3)规则库层:包括保护装置动作时候引起的开关变位情况，对象库与规则库是一对多的关系，一个对象对应着多个规则。
[0007]前述的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，其特征在于:步骤
(3)通过智能推理机模型，进行故障分析，采用穷举法方式实现，包括以下步骤，
(O启动智能推理机，加载多层故障推理库；
(2)接收故障信号，判断是否为启动信号，进而判断信号队列，若是启动信号，则加入到队列A中；若不是启动信号，则加入到队列B中，并在时间窗口内继续接收其他故障信号，力口入到各自的信号队列中去；
(3)当接收信号的过程超过一个时间窗口后，以该时间窗口内的故障信号为对象，采用穷举法进行分析，在所有条件都满足的情况下分析出一个故障，若为故障，则得出该故障信号对应的故障类型和位置；若不是故障，则清空队列，结束本次故障分析，返回(2)，再次接收信号，进入下一轮的故障分析。
[0008]前述的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，其特征在于:步骤
(3)生成故障分析简报的同时，在告警显示窗口中显示故障结果。
[0009]本发明的有益效果是:本发明的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，根据智能变电站的拓扑结构、元件参数和故障特点，建立了多层故障推理库和智能推理机，具有实现灵活、扩展方便、适应性强等优点，具有较高的可实施性，为电网调度运行人员快速处理设备异常和故障提供有力条件，对提高工作效率、促进电网安全、经济运行有着重要的意义和作用，具有良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法的流程图。
[0011]图2是本发明的多层故障推理库的结构图。
[0012]图3是本发明的智能推理机模型故障分析的流程图。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0014]如图1所示，基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，包括以下步骤，
步骤(1)，搭建智能告警的跨平台支撑软件，本发明采用成熟的跨平台支撑软件Qt和CORBA组件，Qt是一套跨平台的界面库，屏蔽了绝大部分与特定操作系统相关的接口，CORBA组件保证了网络调用的与平台无关性；采用标准C++语言，面向对象技术，标准C++的移植性很好，在不同操作系统下都具有良好的兼容性，与操作系统相关的操作，比如文件操作、目录操作、绘图操作、网络通讯等均被封装在公共的模块库当中，对上层软件来说是透明的，一次编写，随处编译，一次开发的应用程序可以移植到不同的平台上，只需要重新编译即可运行；
步骤(2)，建立智能告警的多层故障推理库，多层故障推理库描述故障发生时系统的各种状态，建立方法为，
1)通过对智能告警中存在的告警信息归纳分析，得到告警信息的关联关系；
2)根据告警信息的关联关系，将各故障发生时，产生的告警信息进行固化和明确，并根据电力专家的建议给出对应故障的解决方案；
3)汇总对应故障的解决方案，建立智能告警的多层故障推理库；
如图2所示，多层故障推理库采用三层架构模式，包括
1)知识库层，包括故障的名称、解决方案、触发该故障信号的内容，其中触发故障的信号为保护装置的保护启动信号；
2)对象库层:包括故障产生时保护装置的动作信号或者是开关的重合闸动作信号，知识库与对象库是一对多的关系，并定义了每个知识下各个对象的时序关系，以此达到准确推理的目的；
3)规则库层:包括保护装置动作时候引起的开关变位情况，对象库与规则库是一对多的关系，一个对象对应着多个规则，比如某个故障发生时，一个保护装置动作会导致多个开关的分闸；
通过知识库、对象库、规则库这三层故障推理库以及三者之间的关系，能将常见的故障类型全部定义出来，为故障分析提供推理依据；
步骤(3)通过智能推理机模型，采用逻辑推理中的穷举法进行故障分析，确定故障类型和位置，生成故障分析简报，在告警显示窗口中显示故障结果，提醒调度员或值班员查看故障简报及解决方案，如图3所示，包括以下步骤，
O启动智能推理机，加载多层故障推理库；
2)接收故障信号，判断是否为启动信号，进而判断信号队列，若是启动信号，则加入到队列A中；若不是启动信号，则加入到队列B中，并在时间窗口内继续接收其他故障信号，力口入到各自的信号队列中去；
3)当接收信号的过程超过一个时间窗口后，以该时间窗口内的故障信号为对象，采用穷举法进行分析，在所有条件都满足的情况下分析出一个故障，若为故障，则得出该故障信号对应的故障类型和位置；若不是故障，则清空队列，结束本次故障分析，返回2)，再次接收信号，进入下一轮的故障分析；
步骤(4)，将故障分析简报上送到调度中心，存入本地历史库中，供下载查看，可作为调度员或值班员排除故障的辅助性指导材料，与现场设备紧密结合，方便于监控人员熟悉故障发生的位置、原因及故障处理方案，削弱故障对系统的影响，协助监控人员及时准确进行故障处理。
[0015]下面根据本发明的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，介绍一个实例，
假设某变电站一条线路发生瞬时性故障，发生故障时会有线路保护动作信号、线路相关开关分闸信号、重合闸动作信号、开关合闸信号等， (I)在多层故障推理库中定义的该故障发生时各层关系如下:
条件1:线路保护启动信号-------知识库
条件2:线路保护动作信号-------对象I
条件3:线路相关开关分闸信号-----规则I
条件4:线路相关开关重合闸动作信号------对象2
条件5:线路相关开关合闸信号——规则2
在多层故障推理库中条件I为知识的触发启动信号，条件2、4为对象库中定义的保护动作信号或者开关重合闸信号，条件3、5为线路相关开关的分/合闸信号。
[0016](2)开启多层故障推理库，在接收到I中信号时，启动本次故障推理过程，其次，在时间窗口内继续接收信号，并加入到信号队列中，最后，在超过时间窗口后，从信号队列中查找满足条件2-5的信号，如果这些信号都在信号队列中，则判断它们的时序关系，如果满足从条件2-5的时序关系，说明条件全部满足，推理出该故障；如果以上条件有一条未满足，则推理出不是该类型故障，本次推理结束之后，进行下一轮的推理过程；
(3)故障推理报告
在(2)中推理出一个故障时，在监控系统告警窗口中出现该故障的告警，可以生成的故障分析简报，在报告中记录了故障发生时所有信号以及它们的时序关系，并且还有针对该故障的处理方案。
[0017]综上所述，本发明的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，根据智能变电站的拓扑结构、元件参数和故障特点，建立了多层故障推理库和智能推理机，具有实现灵活、扩展方便、适应性强等优点，具有较高的可实施性，为电网调度运行人员快速处理设备异常和故障提供有力条件，对提高工作效率、促进电网安全、经济运行有着重要的意义和作用，具有良好的应用前景。
[0018]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。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。
【权利要求】
1.基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，其特征在于:包括以下步骤， 步骤(I)，搭建智能告警的跨平台支撑软件； 步骤(2)，建立智能告警的多层故障推理库，多层故障推理库描述故障发生时系统的各种状态； 步骤(3)，通过智能推理机模型，采用逻辑推理中的穷举法进行故障分析，确定故障类型和位置，生成故障分析简报； 步骤(4)，将故障分析简报上送到调度中心，存入本地历史库中，供下载查看。
2.根据权利要求1所述的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，其特征在于:步骤(2)建立智能告警的多层故障推理库的方法为， (1)通过对智能告警中存在的告警信息归纳分析，得到告警信息的关联关系； (2)根据告警信息的关联关系，将各故障发生时，产生的告警信息进行固化和明确，并根据电力专家的建议给出对应故障的解决方案； (3)汇总对应故障的解决方案，建立智能告警的多层故障推理库。
3.根据权利要求1所述的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，其特征在于:所述多层故障推理库采用三层架构模式，包括 (1)知识库层，包括故障的名称、解决方案、触发该故障信号的内容，其中触发故障的信号为保护装置的保护启动信号； (2)对象库层:包括故障产生时保护装置的动作信号或者是开关的重合闸动作信号，知识库与对象库是一对多的关系，并定义了每个知识下各个对象的时序关系； (3)规则库层:包括保护装置动作时候引起的开关变位情况，对象库与规则库是一对多的关系，一个对象对应着多个规则。
4.根据权利要求1所述的基于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，其特征在于:步骤(3)通过智能推理机模型，进行故障分析，采用穷举法方式实现，包括以下步骤， (O启动智能推理机，加载多层故障推理库； (2)接收故障信号，判断是否为启动信号，进而判断信号队列，若是启动信号，则加入到队列A中；若不是启动信号，则加入到队列B中，并在时间窗口内继续接收其他故障信号，力口入到各自的信号队列中去； (3)当接收信号的过程超过一个时间窗口后，以该时间窗口内的故障信号为对象，采用穷举法进行分析，在所有条件都满足的情况下分析出一个故障，若为故障，则得出该故障信号对应的故障类型和位置；若不是故障，则清空队列，结束本次故障分析，返回(2)，再次接收信号，进入下一轮的故障分析。
5.根据权利要求1所述的于多层故障推理库和智能推理机的智能告警方法，其特征在于:步骤(3)生成故障分析简报的同时，在告警显示窗口中显示故障结果。
【文档编号】G06Q50/06GK103679354SQ201310638822
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】孙建华, 陈琛, 刘设计, 檀姗姗 申请人:南京磐能电力科技股份有限公司