一种基于模糊模板的变电站故障诊断建模方法技术

本发明专利技术涉及一种基于模糊模板的变电站故障诊断建模方法，属于变电站自动化技术领域。本发明专利技术包括一下步骤：步骤一：进行一次设备和二次设备的故障建模，选择预先定义的关键字，描述基于模糊模板的一次设备和二次设备故障诊断建模过程；步骤二：对基于模糊模板的一次设备和二次设备的故障模板进行实例化；步骤三：对一次设备和二次设备故障模板进行推理。本方法采用的模糊模板方式，只需指定涉及到的设备类型及其关联的设备类型，就可扩展性的自动获得变电站的实际设备配置，不涉及繁杂的配置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊模板的变电站故障诊断建模方法
本专利技术涉及一种基于模糊模板的变电站故障诊断建模方法，属于变电站自动化

技术介绍
基于规则的通用专家知识库故障诊断方法是一种能以人类专家级水平进行故障诊断的计算机程序，它利用人工智能技术、现代设备诊断技术、信息传感与通信技术等，摆脱了传统的诊断技术对数学模型的强依赖性，将事先输入的经验知识以某种或几种方法表示出来，再应用不同的推理技术及诊断策略结合变电站的数据及事实进行诊断。通常，基于通用专家知识库的变电站故障诊断软件主要包括数据库、知识库和推理机。数据库中存放的数据包括设备运行实时数据、一次设备数据及断路器的开关状态和二次设备数据及继电保护的状态。知识库用于存放专家提供的知识，将所有的保护配置规则和系统拓扑结构等都总结成知识库的规则，将其存储在知识库文件中，同时可以通过改变、完善知识库中的知识内容来提高系统的性能。推理机针对当前问题的条件或已知信息，结合数据库中实时数据，反复匹配知识库中的规则，获得新的结论，以得到问题求解结果。通常的基于规则的专家知识库方式，在描述变电站典型故障诊断逻辑时，规则库中需罗列所有故障诊断逻辑的条件：（1）对于跨电气间隔等复杂故障，如母线故障、主变故障，其所涉及的一次设备和数据对象以及数量与变电站实际设备配置有关，即需要母线实际相连的开关个数，需要罗列出所有开关分闸条件；（2）对于保护装置等二次设备，通常采用单事件推理和关联多事件推理方式对由一个或多个关联的确定性综合事件进行推理，但无法对单设备的大量无规则告警进行异常诊断。综上，现有技术采用的规则库方式在配置上不够灵活和方便，且无法涵盖故障信号不明确情况下的单设备异常诊断。使用现有的专家知识规则库需要完整的罗列故障诊断逻辑涉及的所有条件对应的事实和条件可行度，配置上比较复杂，现有的专家知识规则库由于需要根据实际变电站工程的设备配置相应进行模板的配置，因此如果各变电站实际设备配置不一样，则在具体适用到各工程现场时需要进行相应的修改，不具有通用性，因此配置不够方便和灵活。
技术实现思路
为了解决上述的问题，本专利技术的目的在于针对现有专家知识库规则需对故障诊断逻辑条件进行明确设置的问题，提出一种基于模糊模板的变电站故障诊断建模方法，基于一次设备和二次设备故障，所述方法包括：一种基于模糊模板的变电站故障诊断建模方法，基于一次设备和二次设备故障，所述方法包括：步骤一：进行所述一次设备和二次设备的故障建模，选择预先定义的关键字，描述基于模糊模板的所述一次设备和二次设备故障诊断建模过程。其中，所述一次设备的故障建模过程包括：以Logic作为关键字，对所述一次设备的故障的逻辑模型进行描述，所述逻辑模型为一组LogicItem对象和FuzzyItem对象的集合（个数均可>=0）；其中所述LogicItem对象为对所述故障逻辑中确定性的条件进行描述，所述FuzzyItem对象是对该故障逻辑中模糊逻辑条件进行描述；所述LogicItem对象在后续的实例化过程中，根据data属性即可实例化为对应具体的所述一次设备的信号；所述FuzzyItem对象比LogicItem对象增加了属性mainDev、secDev、num，其中mainData表示主设备类型，secDev表示从设备类型，所述FuzzyItem对象和LogicItem对象结合在后续实例化过程中将所述FuzzyItem对象实例化为“与主设备相连的从设备集合”，并在后续推理过程中，结合限定的匹配个数num和具体信号类型data，表示为：与主设备相连的从设备对应信号个数达到num时，所述FuzzyItem对象即可匹配上。其中，所述二次设备的故障建模过程包括：以MELogic作为关键字，对所述二次设备的故障的逻辑模型进行描述，所述逻辑模型是一组PEFuzzyItem对象的集合，其中所述PEFuzzyItem对象是对二次设备故障模板中的模糊逻辑条件进行描述；属性mainData是对条件中的关键字进行指定，通常采用三段式：“S_Default.B_Default.IED_Default”；对具体二次设备进行限定，所述mainData属性未对信号的Reference后缀进行限定，在后续推理过程中，收集所述二次设备产生的所有告警信号，对所述二次设备在短时间产生的大量无效告警进行统计并根据预设条件进行预警，其中，所述PEFuzzyItem对象的“count”属性，用于对预设条件中的个数进行限定。步骤二：对基于模糊模板的所述一次设备和二次设备的故障模板进行实例化。其中，对基于模糊模板的所述一次设备故障模板进行实例化的过程包括：通过变电站监控系统的SCADA数据采集功能，接收所述一次设备的告警信号，利用IEC61850模型信息，结合所述告警信号中的Reference解析其所对应的一次设备模型信息，即可判断出是所述一次设备的具体信号，从而分析出所述一次设备的类型是否与模板中的所述主设备的类型相一致：若一致，获得所述主设备相连的所有从设备集合，实现模糊模板到确定性规则库的转换；若不一致，则先结合一次设备网络拓扑服务，获得所述设备相连的与所述主设备的类型一致的关联设备，再根据所述关联设备获得所有从设备集合；最终，将模糊逻辑条件FuzzyItem对象转变为确定性条件LogicItem对象。其中，对基于模糊模板的所述二次设备故障模板进行实例化的过程包括：通过变电站监控系统的SCADA数据采集功能，接收所述二次设备的告警信号，利用IEC61850模型信息，结合所述二次设备的告警信号中的Reference解析其所对应的二次设备模型信息，判断出接收到的所述二次设备的告警信号所对应的二次设备，根据模糊逻辑条件PEFuzzyItem对象的mainData属性，确定是否要对该二次设备的告警信号进行统计，若需要，则直接完成对PEFuzzyItem对象的实例化。步骤三：对一次设备和二次设备故障模板进行推理。上述方案的进一步改进为：所述一次设备故障模板的推理过程包括：通过实例化过程，将所述一次设备的模糊模板实例化为具体条件，结合变电站监控系统的SCADA数据采集功能接收的告警信号和所述一次设备故障中模糊逻辑条件的个数限定条件num属性，完成完整的推理过程：如果num=”all”，表示推理时需对实例化后的所有确定性条件进行完全匹配，所述FuzzyItem条件对象才匹配；如果num=”part”，表示推理时只需完成对部分确定性条件的匹配，则所述FuzzyItem条件对象即匹配；若num属性设置为某个具体数值，则根据所述数值完成相应条件数的匹配，则完成所述FuzzyItem对象的匹配。对于整个逻辑模板Logic来说，当其包含的所有确定性条件LogicItem和糊模性条件FuzzyItem都匹配上时，则完成异常诊断推理，生成相应故障简报，并在告警窗报出相应诊断结果。上述方案的进一步改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模糊模板的变电站故障诊断建模方法，基于一次设备和二次设备故障，其特征在于，所述方法包括：/n步骤一：进行所述一次设备和二次设备的故障建模，选择预先定义的关键字，描述基于模糊模板的所述一次设备和二次设备故障诊断建模过程；/n其中，所述一次设备的故障建模过程包括：/n以Logic作为关键字，对所述一次设备的故障的逻辑模型进行描述，所述逻辑模型为一组LogicItem对象和FuzzyItem对象的集合（个数均可>=0）；/n其中所述LogicItem对象为对所述故障逻辑中确定性的条件进行描述，所述FuzzyItem对象是对该故障逻辑中模糊逻辑条件进行描述；/n所述LogicItem对象在后续的实例化过程中，根据data属性即可实例化为对应具体的所述一次设备的信号；/n所述FuzzyItem对象比LogicItem对象增加了属性mainDev、secDev、num，其中mainData表示主设备类型，secDev表示从设备类型，所述FuzzyItem对象和LogicItem对象结合在后续实例化过程中将所述FuzzyItem对象实例化为“与主设备相连的从设备集合”，并在后续推理过程中，结合限定的匹配个数num和具体信号类型data，表示为：与主设备相连的从设备对应信号个数达到num时，所述FuzzyItem对象即可匹配上；/n其中，所述二次设备的故障建模过程包括：/n以MELogic作为关键字，对所述二次设备的故障的逻辑模型进行描述，所述逻辑模型是一组PEFuzzyItem对象的集合，其中所述PEFuzzyItem对象是对二次设备故障模板中的模糊逻辑条件进行描述；/n属性mainData是对条件中的关键字进行指定，通常采用三段式：“S_Default.B_Default.IED_Default”；/n对具体二次设备进行限定，所述mainData属性未对信号的Reference后缀进行限定，在后续推理过程中，收集所述二次设备产生的所有告警信号，对所述二次设备在短时间产生的大量无效告警进行统计并根据预设条件进行预警，其中，所述PEFuzzyItem对象的“count”属性，用于对预设条件中的个数进行限定；/n步骤二：对基于模糊模板的所述一次设备和二次设备的故障模板进行实例化；/n其中，对基于模糊模板的所述一次设备故障模板进行实例化的过程包括：/n通过变电站监控系统的SCADA数据采集功能，接收所述一次设备的告警信号，利用IEC61850模型信息，结合所述告警信号中的Reference解析其所对应的一次设备模型信息，即可判断出是所述一次设备的具体信号，从而分析出所述一次设备的类型是否与模板中的所述主设备的类型相一致：/n若一致，获得所述主设备相连的所有从设备集合，实现模糊模板到确定性规则库的转换；/n若不一致，则先结合一次设备网络拓扑服务，获得所述设备相连的与所述主设备的类型一致的关联设备，再根据所述关联设备获得所有从设备集合；/n最终，将模糊逻辑条件FuzzyItem对象转变为确定性条件LogicItem对象；/n其中，对基于模糊模板的所述二次设备故障模板进行实例化的过程包括：/n通过变电站监控系统的SCADA数据采集功能，接收所述二次设备的告警信号，利用IEC61850模型信息，结合所述二次设备的告警信号中的Reference解析其所对应的二次设备模型信息，判断出接收到的所述二次设备的告警信号所对应的二次设备，根据模糊逻辑条件PEFuzzyItem对象的mainData属性，确定是否要对该二次设备的告警信号进行统计，若需要，则直接完成对PEFuzzyItem对象的实例化；/n步骤三：对一次设备和二次设备故障模板进行推理。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊模板的变电站故障诊断建模方法，基于一次设备和二次设备故障，其特征在于，所述方法包括：
步骤一：进行所述一次设备和二次设备的故障建模，选择预先定义的关键字，描述基于模糊模板的所述一次设备和二次设备故障诊断建模过程；
其中，所述一次设备的故障建模过程包括：
以Logic作为关键字，对所述一次设备的故障的逻辑模型进行描述，所述逻辑模型为一组LogicItem对象和FuzzyItem对象的集合（个数均可>=0）；
其中所述LogicItem对象为对所述故障逻辑中确定性的条件进行描述，所述FuzzyItem对象是对该故障逻辑中模糊逻辑条件进行描述；
所述LogicItem对象在后续的实例化过程中，根据data属性即可实例化为对应具体的所述一次设备的信号；
所述FuzzyItem对象比LogicItem对象增加了属性mainDev、secDev、num，其中mainData表示主设备类型，secDev表示从设备类型，所述FuzzyItem对象和LogicItem对象结合在后续实例化过程中将所述FuzzyItem对象实例化为“与主设备相连的从设备集合”，并在后续推理过程中，结合限定的匹配个数num和具体信号类型data，表示为：与主设备相连的从设备对应信号个数达到num时，所述FuzzyItem对象即可匹配上；
其中，所述二次设备的故障建模过程包括：
以MELogic作为关键字，对所述二次设备的故障的逻辑模型进行描述，所述逻辑模型是一组PEFuzzyItem对象的集合，其中所述PEFuzzyItem对象是对二次设备故障模板中的模糊逻辑条件进行描述；
属性mainData是对条件中的关键字进行指定，通常采用三段式：“S_Default.B_Default.IED_Default”；
对具体二次设备进行限定，所述mainData属性未对信号的Reference后缀进行限定，在后续推理过程中，收集所述二次设备产生的所有告警信号，对所述二次设备在短时间产生的大量无效告警进行统计并根据预设条件进行预警，其中，所述PEFuzzyItem对象的“count”属性，用于对预设条件中的个数进行限定；
步骤二：对基于模糊模板的所述一次设备和二次设备的故障模板进行实例化；
其中，对基于模糊模板的所述一次设备故障模板进行实例化的过程包括：
通过变电站监控系统的SCADA数据采集功能，接收所述一次设备的告警信号，利用IEC61850模型信息，结合所述告警信号中的Reference解析其所对应的一次设备模型信息，即可判断出是所述一次设备的具体信号，从而分析出所述一次设备的类型是否与模板中的所述主设备的类型相一致：
若一致，获得所述主设备相连的所有从设备集合，实现模糊模板到确定性规则库的转换；
若不一致，则先结合一次设备网络拓扑服务，获得所述设备相连的与所述主设备的类型一致的关联设备，再根据所述关联设备获得所有从设备集合；
最终，将模糊逻辑条件FuzzyItem对象转变为确定性条件LogicItem对象；
其中，对基于模糊模板的所述二次设备故障模板进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵扬，张明，邓星，刁东宇，嵇文路，路晓敏，黄秋根，张亮，张协，许祖锋，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32