基于排列熵算法的故障检测方法技术

本发明专利技术涉及数据处理技术领域，具体提供一种基于排列熵算法的故障检测方法

【技术实现步骤摘要】
基于排列熵算法的故障检测方法、系统、终端及存储介质


[0001]本专利技术属于数据处理
，具体涉及一种基于排列熵算法的故障检测方法
、
系统
、
终端及存储介质
。

技术介绍

[0002]电网运行状态监测是提升电网稳定性的重要环节
。
现有的监测系统通常是采集目标参数，将目标参数与阈值进行比对，然后根据比对结果进行风险预警
。
这种方式通过是故障扩大化后才会产生极为异常的监测参数，因此存在滞后性
。
且在一些特殊因素的干扰下也容易造成故障误报
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种基于排列熵算法的故障检测方法
、
系统
、
终端及存储介质，以解决上述技术问题
。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种基于排列熵算法的故障检测方法，包括：采集电网的监测数据，基于监测数据的采集时间对监测数据进行排序，得到时间序列；将所述时间序列作为排列熵算法的输入参数，生成计算任务；基于
MPI
协议创建主进程和多个子进程，所述主进程将所述计算任务分配给多个子进程进行并行运算，并将运算结果汇总为排列熵；将所述排列熵与预设的阈值进行比对，若所述排列熵超过所述阈值，则判定所述电网存在故障风险
。
[0005]在一个可选的实施方式中，采集电网的监测数据，基于监测数据的采集时间对监测数据进行排序，得到时间序列，包括：定期对目标电网的配电设备采集监测数据，所述监测数据包括电流值；将历次采集的电流值按采集时间由先到后进行排序，得到时间序列
。
[0006]在一个可选的实施方式中，基于
MPI
协议创建主进程和多个子进程，所述主进程将所述计算任务分配给多个子进程进行并行运算，并将运算结果汇总为排列熵，包括：主进程读取时间序列，并对所述时间序列进行相空间重构得到多维矩阵；将多维矩阵按行划分得到多个矩阵分量，并将多个矩阵分量平均分配至多个子进程；利用
OpenMP
对各矩阵分量中的元素按数值大小重新进行升序排列，并在排列过程中记录各元素的下标索引值；子进程为自身矩阵分量的元素的下标索引值计算哈希值，将得到的哈希值与所有排序方式对应的哈希值进行比较，若存在匹配的哈希值则将得到的哈希值保存至子进程的内存中，并返回给主进程，若不存在匹配的哈希值则向主进程返回错误提示信息；主进程利用
CALCULATE
函数基于接收的所有哈希值计算出排列熵
。
[0007]第二方面，本专利技术提供一种基于排列熵算法的故障检测系统，包括：数据采集模块，用于采集电网的监测数据，基于监测数据的采集时间对监测数据进行排序，得到时间序列；任务生成模块，用于将所述时间序列作为排列熵算法的输入参数，生成计算任务；任务执行模块，用于基于
MPI
协议创建主进程和多个子进程，所述主进程将所述计算任务分配给多个子进程进行并行运算，并将运算结果汇总为排列熵；故障判断模块，用于将所述排列熵与预设的阈值进行比对，若所述排列熵超过所述阈值，则判定所述电网存在故障风险
。
[0008]在一个可选的实施方式中，所述数据采集模块包括：数据采集单元，用于定期对目标电网的配电设备采集监测数据，所述监测数据包括电流值；数据排序单元，用于将历次采集的电流值按采集时间由先到后进行排序，得到时间序列
。
[0009]在一个可选的实施方式中，所述任务执行模块包括：数据读取单元，用于主进程读取时间序列，并对所述时间序列进行相空间重构得到多维矩阵；任务分配单元，用于将多维矩阵按行划分得到多个矩阵分量，并将多个矩阵分量平均分配至多个子进程；矩阵排列单元，用于利用
OpenMP
对各矩阵分量中的元素按数值大小重新进行升序排列，并在排列过程中记录各元素的下标索引值；哈希计算单元，用于子进程为自身矩阵分量的元素的下标索引值计算哈希值，将得到的哈希值与所有排序方式对应的哈希值进行比较，若存在匹配的哈希值则将得到的哈希值保存至子进程的内存中，并返回给主进程，若不存在匹配的哈希值则向主进程返回错误提示信息；汇总计算单元，用于主进程利用
CALCULATE
函数基于接收的所有哈希值计算出排列熵
。
[0010]第三方面，提供一种终端，包括：处理器
、
存储器，其中，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法
。
[0011]第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法
。
[0012]本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供的基于排列熵算法的故障检测方法
、
系统
、
终端及存储介质，通过将监测数据转换为时间序列，利用
MPI
技术并发计算时间序列的排列熵，相较于传统串行计算排列熵的方法大大提升了计算效率且降低了内存占用率，基于排列熵对电力设备运行状态进行稳定性评估，进而大大提升了故障检测精度，且基于数据规律进行风险预测能够提升预警的实时性
。
[0013]此外，本专利技术设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景
。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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
。
[0015]图1是本专利技术一个实施例的方法的示意性流程图
。
[0016]图2是本专利技术一个实施例的方法的任务执行过程的流程图
。
[0017]图3是本专利技术一个实施例的系统的示意性框图
。
[0018]图4为本专利技术实施例提供的一种终端的结构示意图
。
具体实施方式
[0019]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，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
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围
。
[0020]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同
。
本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术
。
[0021]下面对本专利技术中出现的关键术语进行解释
。
[0022]MPI
是一个跨语言本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于排列熵算法的故障检测方法，其特征在于，包括：采集电网的监测数据，基于监测数据的采集时间对监测数据进行排序，得到时间序列；将所述时间序列作为排列熵算法的输入参数，生成计算任务；基于
MPI
协议创建主进程和多个子进程，所述主进程将所述计算任务分配给多个子进程进行并行运算，并将运算结果汇总为排列熵；将所述排列熵与预设的阈值进行比对，若所述排列熵超过所述阈值，则判定所述电网存在故障风险
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集电网的监测数据，基于监测数据的采集时间对监测数据进行排序，得到时间序列，包括：定期对目标电网的配电设备采集监测数据，所述监测数据包括电流值；将历次采集的电流值按采集时间由先到后进行排序，得到时间序列
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于
MPI
协议创建主进程和多个子进程，所述主进程将所述计算任务分配给多个子进程进行并行运算，并将运算结果汇总为排列熵，包括：主进程读取时间序列，并对所述时间序列进行相空间重构得到多维矩阵；将多维矩阵按行划分得到多个矩阵分量，并将多个矩阵分量平均分配至多个子进程；利用
OpenMP
对各矩阵分量中的元素按数值大小重新进行升序排列，并在排列过程中记录各元素的下标索引值；子进程为自身矩阵分量的元素的下标索引值计算哈希值，将得到的哈希值与所有排序方式对应的哈希值进行比较，若存在匹配的哈希值则将得到的哈希值保存至子进程的内存中，并返回给主进程，若不存在匹配的哈希值则向主进程返回错误提示信息；主进程利用
CALCULATE
函数基于接收的所有哈希值计算出排列熵
。4.
一种基于排列熵算法的故障检测系统，其特征在于，包括：数据采集模块，用于采集电网的监测数据，基于监测数据的采集时间对监测数据进行排序，得到时间序列；任务生成模块，用于将所述时间序列作为排列熵算法的输入参数，生成计算任务；任务执行模块，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯鲁彬，张义国，王延东，王红泰，孙元顺，张洁，杨少鹏，白红岩，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司滨州市滨城区供电公司，
类型：发明
国别省市：