继电保护压板状态的分析方法及系统技术方案

本发明专利技术提供继电保护压板状态的分析方法，包括获取继电保护压板的历史记录，对其进行图像分割、提取特征量；构建基于决策树分类算法的继电保护压板状态分析模型；输入待判断继电保护压板的信息，得到待判断继电保护压板的状态类别。同时，本发明专利技术提供了继电保护压板状态的分析系统，包括历史记录获取模块，图像分割模块，模型构建模块，待判断继电保护压板的信息获取模块，继电保护压板的状态分析模块和结果输出模块。采用本发明专利技术的技术方案，利用保护压板状态的历史数据，基于决策树分类算法，构建继电保护压板状态分析模型，可对后期继电保护压板投入和退出状态进行正确识别，有效提高确定检修压板的状态的可靠性。

Analysis method and system of relay protection pressing plate state

【技术实现步骤摘要】
继电保护压板状态的分析方法及系统
本专利技术涉及电力系统继电保护
，特别涉及一种继电保护压板状态的分析方法。同时，本专利技术还涉及一种继电保护压板状态的分析系统。
技术介绍
继电保护功能一般由保护装置、纵联通道及接口设备、电缆二次回路等设备实现，智能变电站继电保护系统除了上述设备之外，还包含合并单元、智能终端、过程层交换机等设备。在具体实施中，保护装置与智能终端之间采用光纤点对点连接。在运维检修人员执行现场安全措施时，一般需要在保护装置和智能终端上投入和退出检修压板。继电保护压板投入和退出状态的准确性，是电网安全可靠运行的关键。近几年，众多学者对保护压板投入和退出状态的可靠检测、快速识别进行了大量研究。现有技术中，对于检修压板的状态是通过GOOSE报文的TEST位确定，TEST位为1表示投入，TEST位为0表示退出。由于0与1之间只存在一个bit位的差异，1误置为0的风险较高，所以该方法可靠性低，容易失效而导致误判。CN106410973A公开了一种智能变电站继电保护装置的检修状态的分析方法，光耦将获取的检修压板的开入量同时传输至CPU和FPGA，CPU在接收到开入量后，结合当前的GOOSE报文设置TEST位，然后生成新GOOSE报文并发送至FPGA，FPGA在接收到新GOOSE报文后，判断新GOOSE报文中的TEST位的数据是否与自身接收到开入量相符合，只有在二者相符合的情况下，才将新GOOSE报文发送出去。由此可见，通过FPGA的再次判断形成冗余的方式，可确定检修压板的状态的可靠性，减少失效或误判的概率。另外，本方法无需更改GOOSE报文原有结构及配置。但是，如何进一步提高继电保护压板状态分析方法的可靠性，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种继电保护压板状态的分析方法，以提高继电保护压板状态的分析方法的可靠性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种继电保护压板状态的分析方法，包括下列步骤a、获取继电保护压板的历史记录，将所述历史记录分为投入和退出两个状态类别；b、采用图像分割算法对所述历史记录进行图像分割，后进行特征量提取；c、基于所述特征量和所述两个状态类别，构建基于决策树分类算法的继电保护压板状态分析模型；d、获取待判断继电保护压板的信息；e、采用图像分割算法对所述待判断继电保护压板的信息进行图像分割和特征提取，利用步骤c构建的所述继电保护压板状态分析模型，得到所述待判断继电保护压板的状态类别；f、输出所述状态类别。进一步的，所述特征量包括压板区域的大小、长轴长度、短轴长度和周长。进一步的，构建基于决策树分类算法的继电保护压板状态分析模型的方法包括下列步骤：c1、计算分类所需的期望信息式(1)中，S为历史数据集，其中投入状态的记录数为m,退出状态的记录数为n；c2、计算由属性A划分成子集的信息量式(2)中，A属性的取值为{A1，A2，…，Ai},利用属性A将数据集S分为{S1，S2，…，Si}个子集。c3、计算属性A的信息熵公式c4、计算属性A的信息增益Gain(A)＝Info(S)-InfoA(S)(4)c5、计算属性A的信息增益率进一步的，所述图像分割算法为基于区域、基于阈值或基于边缘的算法中的任意一种。进一步的，所述图形分割算法为meanshift算法。同时，本专利技术还提供了一种继电保护压板状态的分析系统，以实现上述继电保护压板状态的分析方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种继电保护压板状态的分析系统，包括历史记录获取模块，其被设置为用于获取继电保护压板的历史记录，将所述历史记录分为投入和退出两个状态类别；图像分割模块，连接于所述历史记录获取模块，其被设置为用于采用图像分割算法对所述历史记录进行图像分割，后进行特征量提取；模型构建模块，连接于所述图像分割模块，其被设置为用于基于所述特征量和所述两个状态类别，构建基于决策树分类算法的继电保护压板状态分析模型；待判断继电保护压板的信息获取模块，连接于所述模型构建模块，其被设置为用于获取待判断继电保护压板的信息；继电保护压板的状态分析模块，，连接于所述待判断继电保护压板的信息获取模块，其被设置为用于基于待判断继电保护压板的信息，采用图像分割算法对所述待判断继电保护压板的信息进行图像分割和特征提取，利用构建的所述继电保护压板状态分析模型，得到所述待判断继电保护压板的状态类别；结果输出模块，连接于所述继电保护压板的状态分析模块，其被设置为用于输出所述状态类别。进一步的，所述特征量包括压板区域的大小、长轴长度、短轴长度和周长。进一步的，构建基于决策树分类算法的继电保护压板状态分析模型的方法包括下列步骤：步骤1、计算分类所需的期望信息式(1)中，S为历史数据集，S中只有投入状态和退出状态两种,其中投入状态的记录数为m,退出状态的记录数为n；步骤2、计算由属性A划分成子集的信息量式(2)中，A属性的取值为{A1，A2，…，Ai},利用属性A将数据集S分为{S1，S2，…，Si}个子集。步骤3、计算属性A的信息熵公式步骤4、计算属性A的信息增益Gain(A)＝Info(S)-InfoA(S)(4)步骤5、计算属性A的信息增益率进一步的，所述图形分割算法为基于区域、基于阈值或基于边缘的算法中的任意一种。进一步的，根据权利要求9所述的继电保护压板状态的分析方法，其特征在于：所述图形分割算法为meanshift算法。相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：采用本专利技术的技术方案，利用保护压板状态的历史数据，基于决策树分类算法，构建继电保护压板状态分析模型，可对后期继电保护压板投入和退出状态进行正确识别，有效提高确定检修压板的状态的可靠性，减少失效或误判的概率，为电网设备的安全运行又增加了一道防线。同时，本专利技术的继电保护压板状态分析模型，不断累积新的历史数据，提高了继电保护压板退投状态判断的准确度，进一步提高确定检修压板的状态的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例1的继电保护压板状态的分析方法的流程图；图2为本专利技术实施例1的继电保护压板状态的分析系统的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本领域技术人员知道，本专利技术的实施方式可以实现一种系统、装置、设备、方法或计算机程序。因此，本专利技术可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。此外，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制意义。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术涉及继电保护压板状态的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种继电保护压板状态的分析方法，其特征在于：所述继电保护压板状态的分析方法包括下列步骤a、获取继电保护压板的历史记录，将所述历史记录分为投入和退出两个状态类别；b、采用图像分割算法对所述历史记录进行图像分割，后进行特征量提取；c、基于所述特征量和所述两个状态类别，构建基于决策树分类算法的继电保护压板状态分析模型；d、获取待判断继电保护压板的信息；e、采用图像分割算法对所述待判断继电保护压板的信息进行图像分割和特征提取，利用步骤c构建的所述继电保护压板状态分析模型，得到所述待判断继电保护压板的状态类别；f、输出所述状态类别。

【技术特征摘要】
1.一种继电保护压板状态的分析方法，其特征在于：所述继电保护压板状态的分析方法包括下列步骤a、获取继电保护压板的历史记录，将所述历史记录分为投入和退出两个状态类别；b、采用图像分割算法对所述历史记录进行图像分割，后进行特征量提取；c、基于所述特征量和所述两个状态类别，构建基于决策树分类算法的继电保护压板状态分析模型；d、获取待判断继电保护压板的信息；e、采用图像分割算法对所述待判断继电保护压板的信息进行图像分割和特征提取，利用步骤c构建的所述继电保护压板状态分析模型，得到所述待判断继电保护压板的状态类别；f、输出所述状态类别。2.根据权利要求1所述的继电保护压板状态的分析方法，其特征在于：所述特征量包括压板区域的大小、长轴长度、短轴长度和周长。3.根据权利要求1所述的继电保护压板状态的分析方法，其特征在于：构建基于决策树分类算法的继电保护压板状态分析模型的方法包括下列步骤：c1、计算分类所需的期望信息式(1)中，S为历史数据集，其中投入状态的记录数为m,退出状态的记录数为n；c2、计算由属性A划分成子集的信息量式(2)中，A属性的取值为{A1，A2，…，Ai},利用属性A将数据集S分为{S1，S2，…，Si}个子集。c3、计算属性A的信息熵公式c4、计算属性A的信息增益Gain(A)＝Info(S)-InfoA(S)(4)c5、计算属性A的信息增益率。4.根据权利要求1-3中任一项所述的继电保护压板状态的分析方法，其特征在于：所述图像分割算法为基于区域、基于阈值或基于边缘的算法中的任意一种。5.根据权利要求4所述的继电保护压板状态的分析方法，其特征在于：所述图形分割算法为meanshift算法。6.一种继电保护压板状态的分析系统，其特征在于：所述继电保护压板状态的分析系统包括历史记录获取模块，其被设置为用于获取继电保护压板的历史记录，将所述历史记录分为投入和退出两个状态类别；...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾军萍，李浩闪，赵艳坤，赵国强，刘玉峰，刘露，孙永辉，乔亚鹏，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司行唐县供电分公司，国网河北省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13