一种基于机器学习的配电网监控信息监视系统和方法与流程

1.本发明涉及配电网监控技术领域，尤其是指一种基于机器学习的配电网监控信息监视系统和方法。


背景技术：

2.对配电网进行监控的过程中，所接收到的监控信息量十分大，且现如今所采用的监控方式依旧是以人工监控为主，所以对于配电网监控信息的处理分析存在着过程缓慢和效率低下的问题。尤其是当配电网出现严重的多重故障时，会瞬间上涌大量配电网监控信息，传统的人工监控方式难以及时的处理数量庞大的配电网监控信息。所以需要实现配电网监控的智能化，但现在使用到的基于各种学习型喝启发式算法的人工智能还仅仅是在特定场景实现特定功能的专业的弱人工智能，并无法适应多变的配电网环境。这种弱人工智能并不能够实现配电网的智能化监视与控制，在配电网监控工作中，监控员的工作负担依旧很重。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种基于机器学习的配电网监控信息监视系统和方法，以解决现有的配电网监控技术的监控信息处理能力弱和处理效率低的问题。
4.本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
5.一种基于机器学习的配电网监控信息监视方法，包括以下步骤：
6.步骤一，获取电网大数据，并以电网大数据为基础建立数据库，电网大数据内包括监控信息和事件信息；
7.步骤二，确定分析时间段，读取数据库中该分析时间段内的历史监控信息和事件信息，并对历史监控信息和事件信息进行数据提取，得到有效监控信息数据和有效事件信息数据，所述有效监控信息数据和有效事件信息数据包括配电网监控信息异常时与配电网监控信息异常相关的数据；
8.步骤三，对有效监控信息数据进行分析并构建事件库，根据有效事件信息数据构建历史文档，并根据事件库和历史文档构建配电网监控信息分析规则库；
9.步骤四，配电网监控信息分析机器根据配电网监控信息分析规则库进行学习，通过学习后的配电网监控信息分析机器对配电网内所有遥信数据以及遥测数据进行监盘，配电网监控信息分析机器的监盘结果通过显示模块进行显示。
10.通过配电网的监控信息和时间信息进行配电网监控信息分析规则库的构建，且在构建前对监控信息和时间信息进行数据提取，对监控信息和时间信息进行简化，保证后续配电网监控信息分析机器进行训练学习时所使用到的数据符合实际，且训练学习后的配电网监控信息分析机器可以对配电网进行监盘，大大减轻了监控人员的监控工作量。且监盘结果均通过显示模块进行显示，监控人员可以直观获取监盘结果，加快事件处理效率。
11.进一步的，步骤二中对历史监控信息和事件信息进行数据提取时，还对提取的历史监控信息数据和事件信息数据进行筛选，滤除历史监控信息数据和事件信息数据中除了有效数据外的数据。
12.将无关数据进行滤除，保证建立配电网监控信息分析规则库的数据均为有效数据，后续进行配电网监控信息分析机器的训练学习时，可以保证训练学习结果的准确性。
13.进一步的，在步骤四中配电网监控信息分析机器学习时，还对分析规则库内有效监控信息数据和有效事件信息数据进行学习等级划分，首先计算有效监控信息数据和有效事件信息数据内的各类数据与配电网异常之间的相关系数，相关系数越大的数据与配电网异常之间的相关度越高，确定学习等级的级数，并根据学习等级的级数以及相关系数的范围，确定每个学习等级对应的相关系数阈值范围，并依照每个学习等级的相关系数阈值范围对所有数据的相关系数进行筛选，划分各类数据对应的学习等级，且相关系数越大学习等级越高；且在对配电网监控信息分析机器进行训练学习时，首先采用最高学习等级的数据对配电网监控信息分析机器进行训练，再按照学习等级的高低顺序，从高到低依次对配电网监控信息分析机器进行训练，直至训练后的配电网监控信息分析机器的监盘结果与实际监控信息和事件信息相同。
14.将有效监控信息数据和有效事件消息数据进行学习等级划分，并以与配电网监控信息异常的相关度的大小为划分等级的依据，计算出有效监控信息数据和有效事件信息数据内导各类数据与配电网监控信息异常之间的相关系数，进行学习等级划分后，在进行学习时首先考虑学习等级高的数据，提高学习的效率，不需要对所有的数据进行训练学习，只要达到学习完成的要求即可停止训练，减小训练计算量，提高训练学习效率。
15.进一步的，滤除历史监控信息数据和事件信息数据中的无效数据后还进行历史监控信息数据和事件信息数据的数据格式统一，数据格式统一后得到有效监控信息数据和有效事件信息数据。
16.数据格式统一后，在进行配电网监控信息分析机器学习时可以减少计算量，节省配电网监控信息分析机器的训练学习时间。
17.进一步的，所述配电网监控信息分析机器根据智能分析规则库进行学习的过程具体包括以下步骤：
18.1.1，制定配电网监控信息分析机器的学习路径和学习内容的范围，并根据制定的范围安装相关设备并设置设备的相关权限；
19.1.2，通过设备向配电网监控信息分析机器导入相关数据，将配电网监控信息分析机器与配电网监控信息分析规则库相关联；
20.1.3，通过导入配电网监控信息分析机器中的相关数据和配电网监控信息分析规则库对配电网监控信息分析机器进行训练，直至配电网监控信息分析机器对遥信数据以及遥测数据的监盘结果与实际监控信息和事件信息相同。
21.制定配电网监控信息分析机器的学习路径和学习内容的范围，可以有效提高训练学习的效率。
22.进一步的，一种基于机器学习的配电网监控信息监视方法还包括步骤五，具体为：对配电网监控信息分析机器的监盘结果进行检测分析，当监盘结果与实际的监控信息和事件信息不同时，则重构配电网监控信息分析规则库，配电网监控信息分析机器重新进行学
习，直至监盘结果与实际的监控信息和事件信息相同。
23.在出现监盘结果与实际不符时，对配电网监控信息分析规则库进行重构，并对配电网监控信息分析机器进行重新训练学习，保证配电网监控信息分析机器的监盘结果能一直符合实际。且配电网监控信息分析机器在不断的训练学习中，对于配电网监控信息的分析也会更加准确。
24.进一步的，步骤一中所述电网大数据通过网络计算技术进行获取，所述网络计算技术包括并行计算、云计算和人工智能。
25.利用网络计算技术获取电网大数据，为配电网监控信息分析提供了数据基础，保证分析结果符合实际。
26.进一步的，还对步骤二中所述的有效监控信息数据和有效事件信息数据进行标号处理，并将有效监控信息数据和与该有效监控信息数据相关的有效事件信息数据进行关联，通过标号读取有效监控信息数据或有效事件信息数据时，标号对应的信息数据以及与该信息数据相关联的信息同时进行显示。
27.配电网监控信息分析机器监控对象是配电网监控信息异常情况，所以在出现异常时，为了快速排查异常的原因以进行维修方案的确定，需要对异常发生时的监控信息和事件信息进行调取，所以将有效监控信息数据和有效事件信息数据进行标号，且相关的信息数据之间相互关联，只需要通过查询标号就能快速查阅相关数据，并根据相关数据及时快速的确定异常发生原因并制定相关处理方案。
28.进一步的，一种基于机器学习的配电网监控信息监视系统，包括信息采集模块、信息处理模块、机器学习模块和配电网监控信息分析机器；所述信息采集模块与信息处理模块连接，所述信息采集模块用于采集电网大数据；所述信息处理模块用于处理电网大数据并构建配电网监控信息分析规则库；所述信息处理模块和配电网监控信息分析机器均与机器学习模块连接，所述机器学习模块根据信息处理模块构建的配电网监控信息分析规则库对配电网监控信息分析机器进行学习，所述配电网监控信息分析机器用于对配电网内所有遥信数据以及遥测数据进行监盘。
29.进一步的，一种基于机器学习的配电网监控信息监视系统还包括显示模块，所述显示模块与配电网监控信息分析机器连接，所述显示模块用于显示配电网监控信息分析机器的监盘结果。
30.配电网监控信息分析机器的监盘结果直接在显示模块中进行显示，监控人员可以直观的获取监盘结果，节省了监控人员的工作量，从而进一步提高了对配电网的监控效率。
31.本发明的有益效果是：
32.通过配电网监控信息分析规则库实现对实时监控信息的分析，且配电网监控信息分析规则库为配电网监控信息分析机器的学习提供了数据支撑，保证了配电网监控信息分析机器的分析准确率。若出现监盘信息出现异常时，需要对配电网监控信息分析机器进行重新学习，所以配电网监控信息分析机器在不断的进行训练学习，其对监控信息进行分析时的准确率也在不断的提高。且配电网监控信息分析机器对于配电网内所有的遥信数据和遥测数据进行实时监盘，并对监盘结果进行实时显示，可以有效减轻人工监控的监盘压力，也进一步的提高了分析效率。
附图说明
33.图1是本发明的一种流程示意图；
34.图2是本发明的一种配电网监控信息分析机器的训练学习流程图；
35.图3是本发明的一种结构示意图；
36.其中：1、信息采集模块，2、信息处理模块，3、机器学习模块，4、配电网监控信息分析机器，5、显示模块。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
38.实施例：
39.一种基于机器学习的配电网监控信息监视方法，如图1所示，包括以下步骤：
40.步骤一，获取电网大数据，并以电网大数据为基础建立数据库，电网大数据内包括监控信息和事件信息；
41.步骤二，确定分析时间段，读取数据库中该分析时间段内的历史监控信息和事件信息，并对历史监控信息和事件信息进行数据提取，得到有效监控信息数据和有效事件信息数据，所述有效监控信息数据和有效事件信息数据包括配电网监控信息异常时与配电网监控信息异常相关的数据；
42.步骤三，对有效监控信息数据进行分析并构建事件库，根据有效事件信息数据构建历史文档，并根据事件库和历史文档构建配电网监控信息分析规则库；在根据有效监控信息数据构建事件库时，需要挖掘关联规则，并在对关联规则进行总结后构成事件库。配电网监控信息分析规则库通过时间库和历史文档的相互链接形成。
43.步骤四，配电网监控信息分析机器4根据配电网监控信息分析规则库进行学习，通过学习后的配电网监控信息分析机器4对配电网内所有遥信数据以及遥测数据进行监盘，配电网监控信息分析机器4的监盘结果通过显示模块5进行显示。所述配电网监控信息分析规则库还具备优化功能，可以对显示模块5进行优化，可以及时发现配电网监控信息分析机器4的监盘结果出现异常，加快事件的处理效率。
44.步骤二中对历史监控信息和事件信息进行数据提取时，还对提取的历史监控信息数据和事件信息数据进行筛选，滤除历史监控信息数据和事件信息数据中除了有效数据外的数据。
45.在步骤四中配电网监控信息分析机器4学习时，还对分析规则库内有效监控信息数据和有效事件信息数据进行学习等级划分，首先计算有效监控信息数据和有效事件信息数据内的各类数据与配电网异常之间的相关系数，相关系数越大的数据与配电网异常之间的相关度越高，确定学习等级的级数为5个学习等级，并根据学习等级的级数以及相关系数的范围，确定每个学习等级对应的相关系数阈值范围，相关系数在0.8到1之间的数据为最高学习等级，第二学习等级为相关系数在0.6到0.8之间的数据，；第三学习等级为相关系数在0.4到0.6之间的数据，第四学习等级为0.2到0.4之间的数据，第五学习等级为0
‑
0.5之间的数据。
46.学习等级最高的数据在进行配电网监控信息分析机器4学习时被优先采用于训练，在学习等级最高的数据训练完后，观察配电网监控信息分析机器4的监盘结果是否与实
际相符，若相符，则不再进行训练，若不符，则使用第二学习等级的数据对配电网监控信息分析机器4进行训练；以此类推，只有在上一学习等级训练后，配电网监控信息分析机器4的监盘结果与实际不符时，才使用低一级的学习等级的数据对配电网监控信息分析机器4进行训练，且每次一个学习等级的数据训练完后都对配电网监控信息分析机器4的监盘结果进行分析。相关系数在0
‑
1的范围内，表明该数据与配电网监控信息异常相关，相关系数小于0的数据即无效数据，在步骤二中已经被滤除。
47.滤除历史监控信息数据和事件信息数据中的无效数据后还进行历史监控信息数据和事件信息数据的数据格式统一，数据格式统一后得到有效监控信息数据和有效事件信息数据。
48.如图2所示，所述配电网监控信息分析机器4根据智能分析规则库进行学习的过程具体包括以下步骤：
49.1.1，制定配电网监控信息分析机器4的学习路径和学习内容的范围，并根据制定的范围安装相关设备并设置设备的相关权限；
50.1.2，通过设备向配电网监控信息分析机器4导入相关数据，将配电网监控信息分析机器4与配电网监控信息分析规则库相关联；
51.1.3，通过导入配电网监控信息分析机器4中的相关数据和配电网监控信息分析规则库对配电网监控信息分析机器4进行训练，直至配电网监控信息分析机器4对遥信数据以及遥测数据的监盘结果与实际监控信息和事件信息相同。
52.所述导入配电网监控信息分析机器4中的相关数据和配电网监控信息分析规则库即为配电网监控信息分析机器4的训练样本库。
53.还包括步骤五，具体为：对配电网监控信息分析机器4的监盘结果进行检测分析，当监盘结果与实际的监控信息和事件信息不同时，则重构配电网监控信息分析规则库，配电网监控信息分析机器4重新进行学习，直至监盘结果与实际的监控信息和事件信息相同。
54.且配电网监控信息分析规则库并不只在配电网监控信息分析机器4的监盘结果出现异常的时候才进行重构，需要定期对配电网监控信息分析规则库进行更新，更新的时间不大于一年，以保证配电网监控信息分析规则库能与实际配电网数据实现同步，进一步保证配电网监控信息分析机器4的监盘准确性。
55.步骤一中所述的电网大数据通过网络计算技术进行获取，所述网络计算技术包括并行计算、云计算和人工智能。
56.还对步骤二中所述的有效监控信息数据和有效事件信息数据进行标号处理，并将有效监控信息数据和与该有效监控信息数据相关的有效事件信息数据进行关联，通过标号读取有效监控信息数据或有效事件信息数据时，标号对应的信息数据以及与该信息数据相关联的信息同时进行显示。
57.一种基于机器学习的配电网监控信息监视系统，如图3所示，包括信息采集模块1、信息处理模块2、机器学习模块3和配电网监控信息分析机器4；所述信息采集模块1与信息处理模块2连接，所述信息采集模块1用于采集电网大数据；所述信息处理模块2用于处理电网大数据并构建配电网监控信息分析规则库；所述信息处理模块2和配电网监控信息分析机器4均与机器学习模块3连接，所述机器学习模块3根据信息处理模块2构建的配电网监控信息分析规则库对配电网监控信息分析机器4进行学习，所述配电网监控信息分析机器4用
于对配电网内所有遥信数据以及遥测数据进行监盘。
58.还包括显示模块5，所述显示模块5与配电网监控信息分析机器4连接，所述显示模块5用于显示配电网监控信息分析机器4的监盘结果。
59.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。