基于全要素标签的微电网设备动态画像构建方法及系统与流程

本发明涉及信息处理，具体的，涉及基于全要素标签的微电网设备动态画像构建方法及系统。

背景技术：

1、随着分布式能源和智能电网的快速发展，微电网作为连接分布式电源、储能装置和负载的小型电力系统，其重要性日益凸显。然而，微电网设备种类繁多，运行状态复杂多变，如何有效监控并管理这些设备，成为微电网优化运行的关键。传统方法大多基于单一或少数几个关键指标进行监控，难以全面反映设备的实际运行状态和潜在风险，当系统遇到单点故障或多点故障时，难以准确刻画故障原因并作出及时有效的反应。

2、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明针对现有微电网系统难以准确刻画故障原因并作出及时有效的反应的问题；提出了基于全要素标签的微电网设备动态画像构建方法及系统，通过对微电网系统中全要素标签的聚类分析，实现对微电网设备的科学分类与区域网格划分，进而构建包含设备间物理与逻辑连接关系的初始画像，在此基础上，通过构建三元组矩阵，全面捕捉设备状态的变化，并利用状态跃迁路径分析，动态调整网格边界和脉络，对微电网设备状态画像进行实时精准刻画，不仅提高了设备状态监测的全面性和准确性，还为微电网的优化运行和故障预防提供了有力的数据支持。

2、第一方面，本发明实施例中提供的一种技术方案是基于全要素标签的微电网设备动态画像构建方法，包括如下步骤：

3、s1、对微电网的全要素标签进行聚类分析并根据功能属性构建微电网系统的区域网格，确定区域网格的初始边界和初始脉络构建微电网设备画像；

4、s2、获取区域网格对应的设备变量构建三元组矩阵，根据三元组矩阵中各个设备变量的状态跃迁路径确定边界修正因子和脉络修正因子；

5、s3、响应于边界修正因子和脉络修正因子分别对初始边界和初始脉络进行修正重构所述微电网设备画像。

6、本方案中，通过全要素标签的聚类分析，实现了对微电网设备的科学分类与区域网格划分，并确定区域网格的初始边界和初始脉络，为微电网设备画像的构建提供了初始框架，有助于全面捕捉设备间的关联关系，为后续的动态画像构建提供了坚实的基础；进一步地，通过构建三元组矩阵全面捕捉设备状态的变化，为状态跃迁路径的分析提供了数据支持；通过状态跃迁路径的分析，能够及时发现设备状态的异常变化，并基于异常变化情况制定及时有效的预防处置措施，通过获取修正因子为后续的动态修正提供了依据，实现了对微电网设备画像的实时更新，保证了画像的准确性和时效性，通过画像重构能够更加清晰地展示设备间的关联关系和状态变化，为微电网的优化运行和故障处理提供了有力支持。

7、作为优选，所述对微电网的全要素标签进行聚类分析并根据功能属性构建微电网系统的区域网格，包括如下步骤：

8、s101、获取微电网系统覆盖区域的全要素信息，所述全要素信息包括设备结构拓扑数据、设备实时状态数据、设备历史检修数据；

9、s102、根据功能属性结合聚类算法对全要素信息进行聚类分析获取设备集合，将设备集合中的设备地理属性作为网格单元确定区域网格。

10、作为优选，所述确定区域网格的初始边界和初始脉络构建微电网设备画像包括如下步骤：

11、s111、以区域网格内每个设备之间的物理连接和逻辑连接作为第一初始脉络，并根据第一初始脉络与设备的地理坐标确定网格空间；将所述网格空间在区域网格所对应的地理坐标上的二维映射区域的区域轮廓作为每个区域网格的初始边界；

12、s122、确定区域网格之间各设备的物理连接和逻辑连接作为第二初始脉络；根据第一初始脉络、初始边界以及第二初始脉络构建微电网设备画像。

13、作为优选，所述获取区域网格对应的设备变量构建三元组矩阵，包括如下步骤：

14、s201、获取微电网系统中状态变量数据、控制变量数据以及时钟变量数据构建各设备的三元组；

15、s202、根据区域网格中各个设备在时间断面上的三元组构建三元组矩阵；

16、其中，所述状态变量数据至少包括电压数据以及电流数据；

17、所述控制变量数据至少包括开关状态数据以及参数调节数据；

18、所述时钟变量数据至少包括时间戳数据以及状态持续时长数据。

19、作为优选，根据三元组矩阵中各个设备变量的状态跃迁路径确定边界修正因子和脉络修正因子；包括如下步骤：

20、s211、设置每个设备对应的状态变量的状态阈值，当检测到状态变量超过设定的状态阈值时，确定故障设备并根据故障设备对应的关联度矩阵确定状态跃迁方向；

21、s212、根据状态跃迁方向确定目标跃迁设备，并根据目标跃迁设备的状态变化情况确定跃迁内容；

22、s213、根据区域网格各个设备的跃迁内容和跃迁方向确定状态回调因子，根据状态回调因子确定区域网格每个时间断面上的状态跃迁路径；

23、s214、将状态跃迁路径中各设备及其连接作为脉络修正因子，将状态跃迁路径中各设备及其地理坐标作为边界修正因子。

24、作为优选，所述确定故障设备并根据故障设备对应的关联度矩阵确定状态跃迁方向，包括如下步骤：

25、根据功能相似度以及故障耦合度确定各个设备相对于故障设备的相关度，进而确定相关度矩阵；

26、确定故障设备并获取故障设备对应的聚类中心，根据区域网格中各故障设备到聚类中心的距离与其余设备到聚类中心的距离比值确定功能相似度；

27、根据历史时间断面上故障设备发生故障时各个设备的状态变化率确定故障耦合度；

28、根据功能相似度和故障耦合度及其对应的权重因子进行加权求和得到每个设备相对于故障设备的相关度值，并基于相关度值构建故障设备对应的关联度矩阵；以关联度矩阵中数值最大的元素作为状态跃迁方向。

29、作为优选，所述根据区域网格各个设备的跃迁内容和跃迁方向确定状态回调因子，根据状态回调因子确定区域网格每个时间断面上的状态跃迁路径；包括如下步骤：

30、若跃迁方向指向的是区域网格内的设备，跃迁内容包括第一初始脉络中的物理连接和逻辑连接的变化所对应第一初始脉络的参数变化以及确定跃迁变化的时刻和持续的时长，提取跃迁内容中的变化参数作为第一状态回调因子；其中，以区域网格内每个设备之间的物理连接和逻辑连接作为第一初始脉络；

31、若跃迁方向指向的是区域网格间的设备，跃迁内容包括第二初始脉络中的物理连接和逻辑连接的变化对应第二初始脉络的参数变化以及确定跃迁变化的时刻和持续的时长，提取跃迁内容中的变化参数作为第二状态回调因子；其中，确定区域网格之间各设备的物理连接和逻辑连接作为第二初始脉络；

32、根据第一状态回调因子或/和第二状态回调因子确定三元组矩阵中各个元数据的调整方向、调整内容、调整时刻；以区域网格内和区域网格间的设备对应的调整方向、调整内容、调整时刻状态确定区域网格每个时间断面的状态跃迁路径。

33、作为优选，s214中，所述将状态跃迁路径中各设备及其连接作为脉络修正因子，包括如下步骤：

34、通过状态跃迁路径确定网格空间内各设备及其连接作为第一初始脉络修正因子；通过状态跃迁路径确定网格空间之间各设备及其连接作为第二初始脉络修正因子。

35、作为优选，所述响应于边界修正因子和脉络修正因子分别对初始边界和初始脉络进行修正重构所述微电网设备画像；包括如下步骤：

36、s31、根据边界修正因子对每个网格空间的初始边界进行修正得到更新边界；

37、同步地，根据第一初始脉络修正因子对每个网格空间内的第一初始脉络进行修正得到第一更新脉络；

38、同步地，根据第二初始脉络修正因子对网格空间之间的第二初始脉络进行修正得到第二更新脉络；

39、s32、根据第一更新脉络、第二更新脉络、更新边界重构微电网设备画像。

40、第二方面，本发明实施例中还提供的一种技术方案是微电网设备动态画像构建系统，适用于基于全要素标签的微电网设备动态画像构建方法，包括：

41、初始构建模块：对微电网的全要素标签进行聚类分析并根据功能属性构建微电网系统的区域网格，确定区域网格的初始边界和初始脉络构建微电网设备画像；

42、修正模块：获取区域网格对应的设备变量构建三元组矩阵，根据三元组矩阵中各个设备变量的状态跃迁路径确定边界修正因子和脉络修正因子；

43、重构模块：响应于边界修正因子和脉络修正因子分别对初始边界和初始脉络进行修正重构所述微电网设备画像。

44、第三方面，本发明实施例中提供的一种技术方案是一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现基于全要素标签的微电网设备动态画像构建方法的步骤。

45、第四方面，本发明实施例中提供的一种技术方案是一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现基于全要素标签的微电网设备动态画像构建方法的步骤。

46、本发明至少具备如下实质性效果：

47、（1）、本发明通过对微电网系统中全要素标签的聚类分析，将微电网设备按照功能属性进行科学分类，并构建区域网格，确保了每个网格内的设备具有相似的功能特性和运行状态，为后续的状态监测提供了基础，进一步地，通过构建三元组矩阵并分析状态跃迁路径，能够实时捕捉设备状态的变化，包括状态变量的异常波动和潜在故障迹象，这种全面监测不仅覆盖了设备的实时状态，还考虑了历史数据和未来趋势，从而实现了对设备状态的精准刻画。这一技术效果对于及时发现设备故障、预防潜在风险以及提高微电网的整体运行效率具有重要意义；

48、（2）、针对传统方法基于单一或少数几个关键指标进行监控，难以全面反映设备的实际运行状态和潜在风险，当系统遇到单点故障或多点故障时，难以准确刻画故障原因并作出及时有效的反应的弊端，本发明通过引入边界修正因子和脉络修正因子，能够根据设备状态的变化动态调整画像中的边界和脉络，确保了画像始终与设备的实际运行状态保持一致，为运维人员提供了准确、及时的决策支持，特别是在系统设备发生多点故障或状态异常时，动态画像能够迅速反映这些变化，帮助运维人员快速定位问题并采取相应措施；

49、（3）、通过全面监测设备状态和动态更新设备画像，本发明能够及时发现潜在故障和异常状态。一旦检测到故障或异常，本发明可以立即触发预警机制，通知运维人员进行处理。同时，由于设备画像中包含了设备的详细信息和关联关系，运维人员可以快速定位故障点，并采取相应的处理措施，这种故障预防与快速响应机制显著增强了微电网的安全性和稳定性。传统的方法往往只能在故障发生后进行被动处理，而本发明则能够提前发现潜在故障，并采取预防措施，有助于减少故障的发生频率和影响范围，提高微电网的可靠性和可用性。

50、上述技术实现要素：仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。