一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法及系统，包括从CIM/E文件中，以<xxx>格式开头，以</xxx>格式结束的段落为同一类实体，该段落中每一个以#字符开头的行，均可提取为一个实体，每行以制表符相间的元素为实体的属性，以@字符开头的行以制表符相间可以得到属性的名称，从CIM/E文件中提取的实体类型包括：变电站实体、间隔实体、设备实体、保护信号实体，提取的关系类型包括：从属关系、连接关系；通过对历史告警数据的统计分析，计算信号间的条件概率作为共现关系；利用Neo4j的CREATE命令在图数据库中创建节点和关系，构建监控信息知识图谱。构建监控信息知识图谱。构建监控信息知识图谱。

【技术实现步骤摘要】
一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法及系统


[0001]本专利技术属于电网
，涉及一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法及系统。

技术介绍

[0002]目前智能电网调度控制系统已实现了集中监控、综合智能告警等功能，为电网事故判断处置和设备监控运行提供了技术支撑。但面对日益增长的的电网运行监控信息，仍存在缺乏系统分析感知手段、未实现告警关联性分析等问题。通过构建面向电网事故分析的监控信息知识图谱，能够快速、直观的从网络拓扑和历史数据规律两方面开展事故分析，提升电网运行分析效率、提高调度控制系统运行安全性和可靠性。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：为解决现有技术中存在的缺乏系统分析感知手段、未实现告警关联性分析等问题，本专利技术提出了一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法及系统，通过解析CIM/E电网模型文件、统计分析监控信息历史告警数据，提取与电网事故分析相关的实体、关系和属性，构建面向电网事故分析的监控信息知识图谱，为电网事故分析提供快速、直观的辅助分析工具，提高工作效率，保障电网调控系统安全稳定运行。
[0004]技术方案：一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1：通过对CIM/E电网模型文件进行解析，提取各实体及实体属性；
[0006]步骤2：基于各实体及实体属性，确定各实体之间的从属关系和连接关系；
[0007]步骤3：通过对监控信息中的历史告警数据进行统计分析，得到监控信息间的条件概率，基于监控信息间的条件概率确定实体之间的共现关系；
[0008]步骤4：根据步骤1至步骤3得到的实体、实体属性以及实体之间的关系，在图数据库中创建节点和关系，构建监控信息知识图谱，其中，实体构成监控信息知识图谱中图的节点，实体之间的关系构成监控信息知识图谱中图的边，实体属性构成监控信息知识图谱中节点和边的属性和值。
[0009]进一步的，所述步骤1具体包括：
[0010]从CIM/E电网模型文件中，以<xxx>格式开头，以</xxx>格式结束的段落为同一类实体，该段落中每一个以#字符开头的行，均可提取为一个实体，每行以制表符相间的元素为实体的属性，以@字符开头的行以制表符相间可以得到属性的名称。
[0011]进一步的，所述实体包括变电站实体、间隔实体、设备实体和保护信号实体，所述实体属性包括ST_ID属性、BAY_ID属性、DEV_ID属性、标识属性和连接点号。
[0012]进一步的，所述步骤2具体包括：
[0013]根据间隔实体的ST_ID属性与变电站实体的标识属性的对应关系，提取间隔实体与变电站实体之间的从属关系；
[0014]根据设备实体的ST_ID属性与变电站实体的标识属性的对应关系，提取设备实体
与变电站实体之间的从属关系；
[0015]根据设备实体的BAY_ID属性与间隔实体的标识属性的对应关系，提取设备实体与间隔实体之间的从属关系；
[0016]根据两个设备实体的DEV_ID属性与标识属性的对应关系，提取两设备实体之间的从属关系；
[0017]根据保护信号实体的DEV_ID属性与标识属性的对应关系，提取保护信号实体与设备实体之间的从属关系；
[0018]根据各实体的连接点号属性，具有相同的连接点号的实体具备连接关系，具有首端连接号属性、末端连接点号属性的实体具有多个连接关系。
[0019]进一步的，所述步骤3具体包括：
[0020]收集监控信息，所述监控信息包括历史告警数据及对应的时间戳；
[0021]按照历史告警数据发生的时间密度，将历史告警数据划分为若干段；
[0022]假设历史告警共划分为N个不同的段落，其中有C1个段落中包含监控信息s1的告警，C2个段落中包含监控信息s2的告警，有D个段落中包含s1和s2的告警，使用条件概率P(s2|s1)作为监控信号s1到监控信号s2的共现关系，使用条件概率P(s1|s2)作为监控信号s2到监控信号s1的共现关系；具体表示为：
[0023][0024][0025]进一步的，所述历史告警数据包括断路器的分闸/合闸告警记录、刀闸的分闸/合闸告警记录、接地刀闸的分闸/合闸告警记录、保护信号动作/复归告警记录。
[0026]进一步的，所述步骤4具体包括：
[0027]采用CREATE命令创建带属性的节点，每一个实体对应图数据库中的一个节点；
[0028]采用CREATE命令为已创建的带属性的节点创建带属性的关系，实现实体之间的关系构建。
[0029]本专利技术还提出了一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建系统，包括：
[0030]实体提取模块，用于对CIM/E电网模型文件进行解析，提取各实体及实体属性；
[0031]从属关系和连接关系提取模块，用于基于各实体及实体属性，确定各实体之间的从属关系和连接关系；
[0032]共现关系提取模块，用于对监控信息中的历史告警数据进行统计分析，得到监控信息间的条件概率，基于监控信息间的条件概率确定实体之间的共现关系；
[0033]监控信息知识图谱构建模块，用于根据实体、实体属性以及实体之间的关系，在图数据库中创建节点和关系，构建监控信息知识图谱。
[0034]进一步的，所述实体提取模块从CIM/E电网模型文件中，以<xxx>格式开头，以</xxx>格式结束的段落为同一类实体，该段落中每一个以#字符开头的行，均可提取为一个实体，每行以制表符相间的元素为实体的属性，以@字符开头的行以制表符相间可以得到属性的名称。
[0035]进一步的，所述共现关系提取模块根据式(1)和式(2)计算得到：
[0036][0037][0038]式中，P(s2|s1)为条件概率作为监控信号s1到监控信号s2的共现关系，P(s1|s2)为条件概率作为监控信号s2到监控信号s1的共现关系，N为按照历史告警数据发生的时间密度，将历史告警数据划分为N个不同的段落，其中有C1个段落中包含监控信息s1的告警，C2个段落中包含监控信息s2的告警，有D个段落中包含s1和s2的告警。
[0039]有益效果：本专利技术通过解析CIM/E电网模型文件、统计分析监控信息历史告警数据，提取与电网事故分析相关的实体、关系和属性，构建面向电网事故分析的监控信息知识图谱，为电网事故分析提供快速、直观的辅助分析工具，提高工作效率，保障电网调控系统安全稳定运行。
附图说明
[0040]图1为一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱的结构图；
[0041]图2为CIM/E文件中的变电站实体提取；
[0042]图3为CIM/E文件中的间隔实体提取；
[0043]图4为CIM/E文件中的变压器实体提取；
[0044]图5为CIM/E文件中的电容器或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：通过对CIM/E电网模型文件进行解析，提取各实体及实体属性；步骤2：基于各实体及实体属性，确定各实体之间的从属关系和连接关系；步骤3：通过对监控信息中的历史告警数据进行统计分析，得到监控信息间的条件概率，基于监控信息间的条件概率确定实体之间的共现关系；步骤4：根据步骤1至步骤3得到的实体、实体属性以及实体之间的关系，在图数据库中创建节点和关系，构建监控信息知识图谱，其中，实体构成监控信息知识图谱中图的节点，实体之间的关系构成监控信息知识图谱中图的边，实体属性构成监控信息知识图谱中节点和边的属性和值。2.根据权利要求1所述的一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法，其特征在于：所述步骤1具体包括：从CIM/E电网模型文件中，以<xxx>格式开头，以</xxx>格式结束的段落为同一类实体，该段落中每一个以#字符开头的行，均可提取为一个实体，每行以制表符相间的元素为实体的属性，以@字符开头的行以制表符相间可以得到属性的名称。3.根据权利要求1所述的一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法，其特征在于：所述实体包括变电站实体、间隔实体、设备实体和保护信号实体，所述实体属性包括ST_ID属性、BAY_ID属性、DEV_ID属性、标识属性和连接点号。4.根据权利要求3所述的一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法，其特征在于：所述步骤2具体包括：根据间隔实体的ST_ID属性与变电站实体的标识属性的对应关系，提取间隔实体与变电站实体之间的从属关系；根据设备实体的ST_ID属性与变电站实体的标识属性的对应关系，提取设备实体与变电站实体之间的从属关系；根据设备实体的BAY_ID属性与间隔实体的标识属性的对应关系，提取设备实体与间隔实体之间的从属关系；根据两个设备实体的DEV_ID属性与标识属性的对应关系，提取两设备实体之间的从属关系；根据保护信号实体的DEV_ID属性与标识属性的对应关系，提取保护信号实体与设备实体之间的从属关系；根据各实体的连接点号属性，具有相同的连接点号的实体具备连接关系，具有首端连接号属性、末端连接点号属性的实体具有多个连接关系。5.根据权利要求1所述的一种面向电网事故分析的监控信息知识图谱构建方法，其特征在于：所述步骤3具体包括：收集监控信息，所述监控信息包括历史告警数据及对应的时间戳；按照历史告警数据发生的时间密度，将历史告警数据划分为若干段；假设历史告警共划分为N个不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：高尚，刘翌，李森，张明，季堃，范青，陈宁，潘小辉，张珂珩，赵扬，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国网江苏省电力有限公司南京供电分公司国网电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：