一种基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法与流程

1.本发明涉及电网保护的技术领域，尤其涉及一种基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法。


背景技术：

2.继电保护是电力系统的重要组成部分，而继电保护定值管理工作的有效性、及时性是电网安全、稳定运行的有力保障，在分析了继电保护定值管理工作特点的基础上，利用工作流技术，构建了基于浏览器/web服务器/数据库服务器三层定值管理系统模型。
3.外部环境的用电需求的不同或用电不合理等都是造成电路故障的隐患，在这种情况下，不加以变更的电网保护值是保障不了电网安全运行的，从而需要预先预测计算出更为安全可靠的保护定值来避免电网故障的发生，也就需要大量以往保护定值变更数据作为识别判断故障的依据。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
5.鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
6.因此，本发明解决的技术问题是：外部环境的用电需求的不同或用电不合理等都是造成电路故障的隐患，不加以变更的电网保护值是保障不了电网安全运行的，导致电网运行安全性可靠性差。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：通过电网专家系统对各种电网保护设备拓扑结构状况进行评估，得出预测定值整定；根据所述预测定值进行一次性判断对比计算，获取每一种电网保护设备拓扑结构所对应的变更定值，并生成定值数据单元；将生成的定值数据单元以电网保护设备拓扑结构种类进行一一对应的汇总存储在定值数据库中；对各个区域电网网络的各个节点的继电保护设备运行状态进行有误故障在线识别，并作出数据判断，得出当前电网保护设备拓扑结构；将得出的当前电网保护设备拓扑结构输入定值数据库中，查找出当前电网保护设备拓扑结构所对应的定值数据单元；将得到的记录当前网络结构的定值数据单元通过可视化管理平台的数据传输模块对电网保护设备进行控制编码修改更新，完成电网保护定值的生产变更。
8.作为本发明所述的基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法的一种优选方案，其中：所述拓扑结构的构建方法包括，初始化，各个分支的电力载波sta均处于未上电状况；集中器cco上电，所述集中器cco运行后实时获取所述集中器cco的ntb值，所述ntb为所述cco的时间基准；所述电力载波sta所在的分支随机上电，各个sta所在的分支上电时间间隔大于t，t一般为100毫秒；所述集中器cco在收到sta上电接入的时刻记录当下ntb值，以及对应的sta唯一编码；所述集中器cco根据记录在案的具备相同的ntb值所对应的sta列
为统一分支；在所有支路完成上电后，将同一ntb值的sta归为同一分支，得到整个载波通信网络的分支拓扑关系。
9.作为本发明所述的基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法的一种优选方案，其中：所述一次性判断对比计算过程包括，
10.输入层：i；
11.隐藏层：
12.输出层：
13.作为本发明所述的基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法的一种优选方案，其中：还包括，
[0014][0015]
其中，表示对比时长，ai表示对比速度速度，表示迭代次数，a表示影响因子，loss表示损失函数。
[0016]
作为本发明所述的基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法的一种优选方案，其中：所述定值数据库的储存方式包括，实时抓取所述定值数据单元的变更定值；根据存储分类条件建立抓取分类模型；基于所述抓取分类模型抓取所述定值数据单元的变更定值得到分类提取后的数据，并将分类后的数据储存于所述定值数据库中。
[0017]
作为本发明所述的基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法的一种优选方案，其中：所述有误故障在线识别过程包括，获取与故障相关的数据信息，利用a/d数模转换器将所述数据信息转为数字信号；将所述数字信号的特征值在二维直角坐标系中表示；利用欧式距离策略计算实时数据信息与历史故障数据信息的相似度，当所述相似度小于预设阈值时，判定为有误故障；所述欧式距离策略的计算公式为：
[0018][0019]
其中，(x1,y1)、(x2,y2)分别表示实时数据信息与历史故障数据信息的二维坐标点。
[0020]
作为本发明所述的基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法的一种优选方案，其中：所述查找出当前电网保护设备拓扑结构所对应的定值数据单元过程包括，根据分类存储的定值数据单元优先级进行一一比对匹配，所述优先级在前的优先被提取出与所述当前电网保护设备拓扑结构进行匹配；
[0021]
其匹配函数包括：
[0022][0023]
其中，ri和rj分别表示类别i和j，为类别i的数据特征向量，为数据特征向量维度。
[0024]
作为本发明所述的基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法的一种优
选方案，其中：在每一次更换设备时，对换下的电网保护设备的三个用电季度变更定值予以保留，并作为新电网保护设备首次定值变更设置的基础数据。
[0025]
作为本发明所述的基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法的一种优选方案，其中：所述抓取分类模型的建立过程包括，获取分类规则数据信息，建立抓取分类规则，所述分类规则数据信息包括数据出现概率值；遍历所述接收到的数据，基于决策树策略分析得到数据信息特征节点，根据所述抓取分类规则对所述特征节点进行四次抓取并获得正例比例；计算四次特征节点抓取的正例比例的比值；若所述正例比例比值大于预设阈值，则所述抓取模型无效，重新遍历所述接收到的数据；若所述正例比例比值小于或等于预设阈值，则所述抓取模型有效，对所述接收到的数据进行抓取及分类，得到所述分类后的数据。
[0026]
本发明的有益效果：本发明能够通过电网专家系统对电网保护设备运行状况进行在线识别，得出是否存在故障的结论，并给出评估得出预测定值，计算得出更为科学有效的保护定值，实现远程变更生成保护定值的功能，增强电网供电的安全性，达到及时发现问题及时解决问题的效果。
附图说明
[0027]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0028]
图1为本发明一个实施例提供的一种基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法的基本流程示意图。
具体实施方式
[0029]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。
[0030]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0031]
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0032]
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0033]
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而
不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034]
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0035]
实施例1
[0036]
参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法，包括：
[0037]
s1：通过电网专家系统对各种电网保护设备拓扑结构状况进行评估，得出预测定值整定。
[0038]
需要说明的是，拓扑结构的构建方法包括：
[0039]
初始化，各个分支的电力载波sta均处于未上电状况；
[0040]
集中器cco上电，集中器cco运行后实时获取集中器cco的ntb值，ntb为cco的时间基准；
[0041]
电力载波sta所在的分支随机上电，各个sta所在的分支上电时间间隔大于t，t一般为100毫秒；
[0042]
集中器cco在收到sta上电接入的时刻记录当下ntb值，以及对应的sta唯一编码；
[0043]
集中器cco根据记录在案的具备相同的ntb值所对应的sta列为统一分支；
[0044]
在所有支路完成上电后，将同一ntb值的sta归为同一分支，得到整个载波通信网络的分支拓扑关系。
[0045]
进一步的，在每一次更换设备时，对换下的电网保护设备的三个用电季度变更定值予以保留，并作为新电网保护设备首次定值变更设置的基础数据。
[0046]
s2：根据预测定值进行一次性判断对比计算，获取每一种电网保护设备拓扑结构所对应的变更定值，并生成定值数据单元。
[0047]
需要说明的是，一次性判断对比计算过程包括：
[0048]
输入层：i；
[0049]
隐藏层：
[0050]
输出层：
[0051]
进一步包括：
[0052][0053]
其中，表示对比时长，ai表示对比速度速度，表示迭代次数，a表示影响因子，loss表示损失函数。
[0054]
s3：将生成的定值数据单元以电网保护设备拓扑结构种类进行一一对应的汇总存储在定值数据库中。
[0055]
需要说明的是，定值数据库的储存方式包括：
[0056]
实时抓取定值数据单元的变更定值；
[0057]
根据存储分类条件建立抓取分类模型；
[0058]
基于抓取分类模型抓取定值数据单元的变更定值得到分类提取后的数据，并将分类后的数据储存于定值数据库中。
[0059]
具体的，抓取分类模型的建立过程包括：
[0060]
获取分类规则数据信息，建立抓取分类规则，分类规则数据信息包括数据出现概率值；
[0061]
遍历接收到的数据，基于决策树策略分析得到数据信息特征节点，根据抓取分类规则对特征节点进行四次抓取并获得正例比例；
[0062]
计算四次特征节点抓取的正例比例的比值；
[0063]
若正例比例比值大于预设阈值，则抓取模型无效，重新遍历接收到的数据；
[0064]
若正例比例比值小于或等于预设阈值，则抓取模型有效，对接收到的数据进行抓取及分类，得到分类后的数据。
[0065]
s4：对各个区域电网网络的各个节点的继电保护设备运行状态进行有误故障在线识别，并作出数据判断，得出当前电网保护设备拓扑结构。
[0066]
需要说明的是，有误故障在线识别过程包括，
[0067]
获取与故障相关的数据信息，利用a/d数模转换器将数据信息转为数字信号；
[0068]
将数字信号的特征值在二维直角坐标系中表示；
[0069]
利用欧式距离策略计算实时数据信息与历史故障数据信息的相似度，当相似度小于预设阈值时，判定为有误故障；
[0070]
欧式距离策略的计算公式为：
[0071][0072]
其中，(x1,y1)、(x2,y2)分别表示实时数据信息与历史故障数据信息的二维坐标点。
[0073]
s5：将得出的当前电网保护设备拓扑结构输入定值数据库中，查找出当前电网保护设备拓扑结构所对应的定值数据单元。
[0074]
需要说明的是，查找出当前电网保护设备拓扑结构所对应的定值数据单元过程包括：
[0075]
根据分类存储的定值数据单元优先级进行一一比对匹配，优先级在前的优先被提取出与当前电网保护设备拓扑结构进行匹配；
[0076]
其匹配函数包括：
[0077][0078]
其中，ri和rj分别表示类别i和j，为类别i的数据特征向量，为数据特征向量维度。
[0079]
s6：将得到的记录当前网络结构的定值数据单元通过可视化管理平台的数据传输
模块对电网保护设备进行控制编码修改更新，完成电网保护定值的生产变更。
[0080]
本发明能够通过电网专家系统对电网保护设备运行状况进行在线识别，得出是否存在故障的结论，并给出评估得出预测定值，计算得出更为科学有效的保护定值，实现远程变更生成保护定值的功能，增强电网供电的安全性，达到及时发现问题及时解决问题的效果。
[0081]
实施例2
[0082]
该实施例为本发明另一个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是，提供了一种基于可视化电网专家系统的保护定值变更生成方法的验证测试，为对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例采用传统技术方案与本发明方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。
[0083]
传统的技术方案：电网运行安全可靠性低。为验证本方法相对传统方法具有较高安全可靠性。本实施例中将采用传统和本方法分别对仿真电网系统的运行安全性进行实时测量对比。
[0084]
测试环境：在仿真平台模拟运行电网系统并模拟电网故障的发生，分别利用传统方法和本发明方法，开启自动化测试设备并运用matlb软件编程实现两种方法的仿真测试，根据实验结果得到仿真数据，结果如下表所示。
[0085]
表1：实验结果对比表。
[0086]
测试样本传统方法本发明方法故障发生率12％2.3％保护定值计算有效率83％98％时延6.7ms1.1ms
[0087]
从上表可以看出，本发明方法具有较强的鲁棒性。
[0088]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。