本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)交互、分析技術領域，具體涉及一種電網(wǎng)設備信號智能處理系統(tǒng)。

背景技術：

隨著國家電網(wǎng)“三集五大”方案的推進以及電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)調(diào)控人員的工作壓力日益增加，傳統(tǒng)的面向調(diào)度業(yè)務的分析型能量管理系統(tǒng)EMS著重于分析電網(wǎng)某一運行狀態(tài)下的各種安全、經(jīng)濟指標，其信息處理系統(tǒng)缺乏對設備故障、異常、告警等信號間的關聯(lián)分析。電網(wǎng)調(diào)控人員面對上送至調(diào)控中心的海量信息僅靠經(jīng)驗和直覺判斷電網(wǎng)設備故障的性質已無法滿足當前電網(wǎng)智能調(diào)度的需求，研究和開發(fā)集調(diào)度業(yè)務和監(jiān)控業(yè)務為一體的智能型能量管理系統(tǒng)EMS是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的關鍵。

在調(diào)控一體化模式下，電網(wǎng)設備信號智能處理系統(tǒng)集模型數(shù)據(jù)交換、信號監(jiān)控、設備異常關聯(lián)分析與診斷、故障診斷、知識庫維護以及信號查詢等功能于一體，接收來自電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或能量管理系統(tǒng)（簡稱SCADA/EMS）的異常告警信號和故障信號，結合設備異常關聯(lián)分析和故障診斷核心算法，實現(xiàn)信號的在線智能分析處理和輔助決策。實際應用中，該系統(tǒng)有效提高調(diào)控人員對電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析的效率，確保了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，具備工程應用價值。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述背景技術的缺陷，本發(fā)明提供一種電網(wǎng)設備信號智能處理系統(tǒng)。

為了解決上述技術問題本發(fā)明的所采用的技術方案為：

一種電網(wǎng)設備信號智能處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)層設有數(shù)據(jù)庫模塊和實時信息接收模塊，應用層設有輔助決策模塊、異常信號關聯(lián)分析診斷模塊和故障信號分析診斷模塊，在用戶層設有人機互動模塊和在線決策模塊。

較佳地，實時信息接收模塊接收來自電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或能量管理系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)。

較佳地，異常信號關聯(lián)分析診斷模塊通過關鍵字提取方法，模糊辨識實時信息接收模塊接收的設備異常告警信號，運用基于規(guī)則和事例混合推理機制，結合專家系統(tǒng)的知識庫，智能處理一段時間內(nèi)未復歸信號間的關聯(lián)關系，分析出設備異常原因并提供處理措施，提醒調(diào)控人員及時處理異常設備，排除故障隱患。

較佳地，故障信號分析診斷模塊截取實時信息接收模塊接收的故障信息，判斷是否為真實故障，確定是否啟動故障診斷核心處理程序，結合開關保護的動作情況確定設備故障性質，輔助調(diào)控人員事故處理。

較佳地，人機互動模塊實時顯示接收的信號、電網(wǎng)設備異常關聯(lián)分析與診斷結果、故障診斷結果，方便調(diào)控人員分析與決策。

較佳地，數(shù)據(jù)庫模塊內(nèi)包括設備類，以及按照設備類分類總結的異?，F(xiàn)象類、引起現(xiàn)象的原因類。

本發(fā)明的有益效果在于：系統(tǒng)包含實時態(tài)與研究態(tài)，均可實現(xiàn)對事故發(fā)生前的設備異常信號的關聯(lián)分析與診斷、事故發(fā)生時的故障信號診斷功能，及時輔助調(diào)控人員決策處理；同時，能夠實現(xiàn)對歷史信號分析與診斷結果查詢，為調(diào)控人員的案例分析與培訓提供歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可自動采集實時電網(wǎng)設備異常、告警和故障等信息，實現(xiàn)關聯(lián)分析與診斷輔助調(diào)控人員決策。系統(tǒng)具有可擴展性，可嵌入SCADA/EMS系統(tǒng)，同時系統(tǒng)預留部分接口，方便和其他系統(tǒng)兼容。本發(fā)明保證了系統(tǒng)功能的通用性和獨立性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例異常信號關聯(lián)分析診斷模塊的工作流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例數(shù)據(jù)庫模塊內(nèi)的知識庫的存儲結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)功能流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。

一種電網(wǎng)設備信號智能處理系統(tǒng)，系統(tǒng)采用層次架構和模塊化設計，如圖1所示，具體包括：

數(shù)據(jù)層設有數(shù)據(jù)庫模塊和實時信息接收模塊；

應用層設有輔助決策模塊、異常信號關聯(lián)分析診斷模塊和故障信號分析診斷模塊等，分析結果呈現(xiàn)給用戶層用戶，同時存入數(shù)據(jù)層，從數(shù)據(jù)層提取實時數(shù)據(jù)以實現(xiàn)信息的智能處理；

用戶層設有人機互動模塊和在線決策模塊，根據(jù)應用層的分析結果在線決策，同時也可根據(jù)需要與應用層進行交互，包括知識庫維護，提高應用分析的正確率和效率。

實時信息接收模塊接收來自電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或能量管理系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)。

異常信號關聯(lián)分析診斷模塊通過關鍵字提取方法，模糊辨識實時信息接收模塊接收的設備異常告警信號，運用基于規(guī)則和事例混合推理機制，結合專家系統(tǒng)的知識庫，智能處理一段時間內(nèi)未復歸信號間的關聯(lián)關系，分析出設備異常原因并提供處理措施，提醒調(diào)控人員及時處理異常設備，排除故障隱患。設備異常告警信號智能處理流程設計如圖2所示。

故障信號分析診斷模塊截取實時信息接收模塊接收的故障信息，判斷是否為真實故障，確定是否啟動故障診斷核心處理程序，結合開關保護的動作情況確定設備故障性質，輔助調(diào)控人員事故處理。

人機互動模塊實時顯示接收的信號、電網(wǎng)設備異常關聯(lián)分析與診斷結果、故障診斷結果，方便調(diào)控人員分析與決策。

數(shù)據(jù)庫模塊內(nèi)包括設備類，以及按照設備類分類總結的異?，F(xiàn)象類、引起現(xiàn)象的原因類。專家系統(tǒng)的問題求解過程是通過知識庫中的知識來模擬專家的思維方式的，因此，知識庫中知識的質量和數(shù)量決定著專家系統(tǒng)的質量水平。專家系統(tǒng)知識庫根據(jù)集控站運行規(guī)程和調(diào)度運行規(guī)程，收集并整理設備告警信息的處理策略，提取出知識規(guī)則，建立設備告警信息智能處理系統(tǒng)靜態(tài)知識庫。知識庫中主要包含設備類、異?，F(xiàn)象類、引起現(xiàn)象的原因類，同時知識庫的知識按設備類型進行分類總結。本系統(tǒng)主要是對電網(wǎng)的一、二次設備出現(xiàn)異常后所產(chǎn)生的告警信息進行處理，其中一次設備包括變壓器、發(fā)電機、斷路器、隔離開關、線路等，二次設備包括繼電保護裝置、控制和信號元件、儀表等。每一種具體設備對應著多種異常現(xiàn)象，每一種異常現(xiàn)象又由多種原因引起。設備與異?，F(xiàn)象之間、異常現(xiàn)象與原因之間為一對多的關系；這樣設備、異?，F(xiàn)象、引起現(xiàn)象的原因之間構成一種自上而下的層次關系，可以由圖3表示這種層次關系。

某個異?，F(xiàn)象可能由另一些異常現(xiàn)象引起，針對這些異?，F(xiàn)象，結合總結的知識規(guī)則，建立統(tǒng)一規(guī)范的知識規(guī)則庫。本系統(tǒng)釆用關鍵字模糊匹配方式識別出對應規(guī)則庫中的異?，F(xiàn)象。其中關鍵字的格式釆用括號（“（）”）、與（“&”）、或（“丨”）表示，按優(yōu)先級進行搜索，“（）”為最高優(yōu)先級，其次是“&”，再次是“丨”?！?amp;”表示連接的兩個關鍵字必須同時檢索到才為真，“丨”表示連接的兩個關鍵字只需檢索到其中之一即為真。例如，異常信號“斷路器SF6壓力低報警”，實際信號可能有“斷路器SF6壓力低報警”、“斷路器SF6氣體壓力低報警”，需采用關鍵字“(斷路器SF6|斷路器SF6氣體)&壓力低報警”加以辨識；異常信號“母線TV并列裝置直流電源消失”，實際信號可能有“母線TV并列裝置直流電源消失”、“母線TV并列裝置電源消失”、“母線TV并列裝置失電”等，需釆用關鍵字“母線TV并列&(失電丨電源消失)”加以辨識。因此在知識規(guī)則庫中對應每一異?，F(xiàn)象均需設置相應的關鍵字。

專家系統(tǒng)的基本工作流程是，調(diào)控人員通過人機界面回答系統(tǒng)的提問，推理機將輸入的設備異常等信息與知識庫中各個規(guī)則的條件進行匹配，并把被匹配規(guī)則的結論存放到綜合數(shù)據(jù)庫中。該系統(tǒng)采用逆向鏈接的策略，從選定的目標出發(fā)，尋找執(zhí)行后果可以達到目標的規(guī)則；如果該條規(guī)則的前提與數(shù)據(jù)庫中的事實相匹配，問題就得到解決；否則把這條規(guī)則的前提作為新的子目標，并對新的子目標尋找可以運用的規(guī)則，直到最后運用的規(guī)則的前提可以與數(shù)據(jù)庫中的事實相匹配，或者沒有規(guī)則再可以應用時，系統(tǒng)便以對話形式請求調(diào)控人員完善知識庫的知識。

為保證系統(tǒng)功能的通用性、獨立性，將系統(tǒng)分為實時信息接收模塊、設備異常告警信號智能處理模塊、故障診斷模塊，系統(tǒng)功能流程如圖4所示。

電網(wǎng)設備信號智能處理系統(tǒng)關鍵特征如下：

(1)完整性。系統(tǒng)包含實時態(tài)與研究態(tài)，均可實現(xiàn)對事故發(fā)生前的設備異常信號的關聯(lián)分析與診斷、事故發(fā)生時的故障信號診斷功能，及時輔助調(diào)控人員決策處理；同時，能夠實現(xiàn)對歷史信號分析與診斷結果查詢，為調(diào)控人員的案例分析與培訓提供歷史數(shù)據(jù)。

(2)智能性。自動采集實時電網(wǎng)設備異常、告警和故障等信息，實現(xiàn)關聯(lián)分析與診斷輔助調(diào)控人員決策。

(3)可擴展性。系統(tǒng)采用VC++6.0開發(fā)核心推理算法，可嵌入SCADA/EMS系統(tǒng)，同時系統(tǒng)預留部分接口，方便和其他系統(tǒng)兼容。

應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。