一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法及系统，所述方法包括以下步骤：提取历史告警数据；预处理历史告警数据；基于预处理后的历史告警数据划分事件窗口；事件窗口分类；挖掘核心信号；筛选核心信号的关联信号，与核心信号一起构成电网异常事件特征信号集。本发明专利技术通过提取电网运行的历史告警数据，分析不同线路分闸、线路闪断、线路重合闸失败三个应用场景下的信号关联关系；基于关联规则挖掘算法从候选事件窗中提取核心信号集，并通过关联度、提升度计算寻找与核心信号密切相关的其他信号，构成电网异常事件发生时的特征信号集。为电网运行自动化监控，告警信号事件化归纳提供了技术支持。

A Method and System for Extracting Characteristic Signals of Abnormal Events in Power System History Warning

【技术实现步骤摘要】
一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法及系统
本专利技术属于电网调度自动化
，涉及电网告警信号事件化归纳，尤其涉及一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法及系统。
技术介绍
随着交直流混联电网快速发展和新调控运行业务增加，调控运行业务工作量、业务复杂度均大幅增加。调度中心作为集合大量规则、专家经验的密集型“大脑”，目前其调度控制系统仍以“经验型、人工分析型”的调度模式为主，调控中心的海量多样数据、方案间缺乏逻辑模型，需要运行人员进行大量的经验知识关联，重复性“人脑劳动”较多，自动化和智能化程度相对较低，系统功能整合性不强。随着大数据、人工智能等先进IT技术的发展和应用，亟需分析相关技术在调度实时监控中的应用场景，开展电网运行状态分析、电网异常事件信号分析等关键技术的研究，辅助调控人员开展复杂业务，替代调控人员开展日常业务，提升电网实时安全运行控制能力，提升调控运行业务处置效率及智能化水平。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法及系统，从现有积累的历史告警数据中寻求有益信息，扩充电网异常事件知识归纳，为电网运行自动化监控提供技术支持。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的一方面，一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，包括以下步骤：S1：提取历史告警数据；S2：预处理历史告警数据；S3：基于预处理后的历史告警数据划分事件窗口；S4：事件窗口分类；S5：挖掘核心信号；S6：筛选核心信号的关联信号，与核心信号一起构成电网异常事件特征信号集。本专利技术进一步包括以下优选方案：步骤S2所述预处理历史告警数据包括合并高频重复信号，抽象信号类别和关联同间隔信号。步骤S3所述基于预处理后的历史告警数据划分事件窗口，具体为：从时间和拓扑两个维度划分事件窗口，以线路开关分闸为原点将其前后发生的信号归纳为一个事件窗口中。步骤S3所述基于预处理后的历史告警数据划分事件窗口，包括以下步骤：S301：以交流线段开关分闸为时间维度的原点，将原点前t1时间至原点后t2时间范围的与交流线段开关间隔相同的信号划分为基础窗口；S302：扩大窗口范围，直至窗口边界外的信号发生时刻与窗口边界内的信号发生时刻之差都大于t3时间；S303：将窗口覆盖的时间范围内，存在的同厂站其他间隔且该间隔中不包含交流线段开关信号的信号以复制方式归并入当前窗口。步骤S4所述事件窗口分类基于事件窗口中交流线段开关信号的动作次数和类型进行，具体为:1)窗口中交流线段开关信号只发生一次分闸动作的事件窗口为线路分闸事件窗口；2)窗口中交流线段开关信号只发生两次且顺序为分闸、合闸的事件窗口为线路闪断事件窗口；3)窗口中交流线段开关信号只发生三次且顺序为分闸、合闸、分闸的事件窗口为线路重合闸失败窗口；4)不满足以上条件的窗口为其他窗口。步骤S5所述挖掘核心信号具体为：分别以线路分闸事件窗口、线路闪断事件窗口和线路重合闸失败窗口作为数据源，使用预设的关联规则挖掘线路分闸事件窗口、线路闪断事件窗口和线路重合闸失败窗口三类事件中的所有最大频繁项集，作为该类事件的核心信号。步骤S6所述筛选核心信号的关联信号，包括以下步骤：S601：由条件概率计算核心信号与其他信号之间关联度及提升度；S602：筛选与核心信号关联度大于关联度阈值且提升度大于提升度阈值的信号，作为核心信号的关联信号，与核心信号一起构成电网异常事件特征信号集。所述历史告警数据包括断路器分合闸告警信号，事故分闸告警信号，保护信号告警信号和量测越限告警信号。本专利技术的另一方面，一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的系统，包括提取单元、预处理单元、划分单元、分类单元、挖掘单元和筛选单元；所述提取单元，用于提取历史告警数据；所述预处理单元，用于预处理历史告警数据；所述划分单元，用于基于预处理后的历史告警数据划分事件窗口；所述分类单元，用于事件窗口分类；所述挖掘单元，用于挖掘核心信号；所述筛选单元，用于筛选核心信号的关联信号，与核心信号一起构成电网异常事件特征信号集。优选的，所述预处理单元包括合并单元、抽象单元和关联单元；所述合并单元用于合并高频重复信号；所述抽象单元用于抽象信号类别；所述关联单元用于关联同间隔信号。优选的，所述划分单元包括基础窗口划分单元、扩大单元和归并单元；所述基础窗口划分单元，用于以交流线段开关分闸为时间维度的原点，将原点前t1时间至原点后t2时间范围的与交流线段开关间隔相同的信号划分为基础窗口；所述扩大单元，用于扩大窗口范围，直至窗口边界外的信号发生时刻与窗口边界内的信号发生时刻之差都大于t3时间；所述归并单元，用于将窗口覆盖的时间范围内，存在的同厂站其他间隔且该间隔中不包含交流线段开关信号的信号以复制方式归并入当前窗口。优选的，所述分类单元中：1)窗口中交流线段开关信号只发生一次分闸动作的事件窗口为线路分闸事件窗口；2)窗口中交流线段开关信号只发生两次且顺序为分闸、合闸的事件窗口为线路闪断事件窗口；3)窗口中交流线段开关信号只发生三次且顺序为分闸、合闸、分闸的事件窗口为线路重合闸失败窗口；4)不满足以上条件的窗口为其他窗口。优选的，所述挖掘单元包括数据源和最大频繁项集挖掘单元；所述数据源包括线路分闸事件窗口、线路闪断事件窗口和线路重合闸失败窗口；所述最大频繁项集挖掘单元，用于使用预设的关联规则挖掘线路分闸事件窗口、线路闪断事件窗口和线路重合闸失败窗口三类事件中的所有最大频繁项集，作为该类事件的核心信号。优选的，所述筛选单元包括计算单元和信号筛选单元；所述计算单元，用于由条件概率计算核心信号与其他信号之间关联度及提升度；所述信号筛选单元，用于筛选与核心信号关联度大于关联度阈值且提升度大于提升度阈值的信号，作为核心信号的关联信号，与核心信号一起构成电网异常事件特征信号集。优选的，所述历史告警数据包括断路器分合闸告警信号，事故分闸告警信号，保护信号告警信号和量测越限告警信号。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术能够利用电网运行中的历史告警数据，从时间、拓扑维度划分为多个待分析样本，并根据线路开关动作将样本分类，然后利用无监督学习的关联规则挖掘算法从样本中提取电网异常事件的核心信号，并根据关联度和提升度两个指标寻找与核心信号相关的其他信号，共同构成电网异常事件的特征信号。本专利技术技术从现有积累的历史告警数据中寻求有益信息，扩充电网异常事件知识归纳，为电网信号分析提供了有力的技术支撑。附图说明图1是本专利技术的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法实施例流程图；图2是本专利技术的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法中划分事件窗口实施例示意图；图3是本专利技术的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的系统结构框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，包括以下步骤：S1：提取历史告警数据；实施例中，所述历史告警数据包括断路器分合闸告警信号，事故分闸告警信号，保护信号告警信号和量测越限告警信号。S2：预处理历史告警数据；所述预处理历史告警数据包括合并高频重复信号，抽象信号类别和关联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提取历史告警数据；S2：预处理历史告警数据；S3：基于预处理后的历史告警数据划分事件窗口；S4：事件窗口分类；S5：挖掘核心信号；S6：筛选核心信号的关联信号，与核心信号一起构成电网异常事件特征信号集。

【技术特征摘要】
1.一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提取历史告警数据；S2：预处理历史告警数据；S3：基于预处理后的历史告警数据划分事件窗口；S4：事件窗口分类；S5：挖掘核心信号；S6：筛选核心信号的关联信号，与核心信号一起构成电网异常事件特征信号集。2.根据权利要求1所述的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，其特征在于，步骤S2所述预处理历史告警数据包括合并高频重复信号，抽象信号类别和关联同间隔信号。3.根据权利要求1所述的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，其特征在于，步骤S3所述基于预处理后的历史告警数据划分事件窗口，具体为：从时间和拓扑两个维度划分事件窗口，以线路开关分闸为原点将其前后发生的信号归纳为一个事件窗口中。4.根据权利要求3所述的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，其特征在于，步骤S3所述基于预处理后的历史告警数据划分事件窗口，包括以下步骤：S301：以交流线段开关分闸为时间维度的原点，将原点前t1时间至原点后t2时间范围的与交流线段开关间隔相同的信号划分为基础窗口；S302：扩大窗口范围，直至窗口边界外的信号发生时刻与窗口边界内的信号发生时刻之差都大于t3时间；S303：将窗口覆盖的时间范围内，存在的同厂站其他间隔且该间隔中不包含交流线段开关信号的信号以复制方式归并入当前窗口。5.根据权利要求1所述的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，其特征在于，步骤S4所述事件窗口分类基于事件窗口中交流线段开关信号的动作次数和类型进行，具体为:1)窗口中交流线段开关信号只发生一次分闸动作的事件窗口为线路分闸事件窗口；2)窗口中交流线段开关信号只发生两次且顺序为分闸、合闸的事件窗口为线路闪断事件窗口；3)窗口中交流线段开关信号只发生三次且顺序为分闸、合闸、分闸的事件窗口为线路重合闸失败窗口；4)不满足以上条件的窗口为其他窗口。6.根据权利要求5所述的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，其特征在于，步骤S5所述挖掘核心信号具体为：分别以线路分闸事件窗口、线路闪断事件窗口和线路重合闸失败窗口作为数据源，使用预设的关联规则挖掘线路分闸事件窗口、线路闪断事件窗口和线路重合闸失败窗口三类事件中的所有最大频繁项集，作为该类事件的核心信号。7.根据权利要求1所述的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，其特征在于，步骤S6所述筛选核心信号的关联信号，包括以下步骤：S601：由条件概率计算核心信号与其他信号之间关联度及提升度；S602：筛选与核心信号关联度大于关联度阈值且提升度大于提升度阈值的信号，作为核心信号的关联信号，与核心信号一起构成电网异常事件特征信号集。8.根据权利要求1-7任一所述的一种提取电网历史告警中异常事件特征信号的方法，其特征在于，所述历史告警数据包括断路器分合闸告警信号，事故分闸告警信号，保护信号告警信号和量测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，高尚，李英，王春玉，徐元孚，肖艳炜，王伟力，赵扬，黄秋根，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司，国网浙江省电力有限公司，国家电网有限公司，南瑞集团有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32