CN103310040B - 电气二次装置仿真中通用定制平台的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电气二次装置仿真中通用定制平台的构建方法,包括以下步骤：构建数据准备模块，为专家知识库的搭建准备数据；构建复杂计算准备模块，为专家知识库的搭建准备计算公式；以及利用准备的数据和复杂计算公式构建对象级专家库和表级专家库，对象级专家库和表级专家库中包括具有相同组成结构的多条专家规则，对象级专家知识库中是针对数据库中的记录对象，表级专家知识库中是针对数据库中二次装置表的属性域的逻辑定义。本发明通用定制平台的构建方法通过将数据和计算准备过程剥离专家知识库，让专家知识库专注于专家规则的搭建不必考虑底层各个平台的细节特性，简化整个仿真的逻辑搭建过程。

Description

电气二次装置仿真中通用定制平台的构建方法

技术领域

本发明涉及电气二次装置仿真领域，具体而言涉及一种电气二次装置仿真中通用定制平台的构建方法。

背景技术

变电检修专业人员面向二次装置进行设备定检、维护等等的工作，对保障电网的安全稳定运行具有重要作用。检修专业对二次装置仿真的细致程度非常高，如果简单依靠一对一的程序定制开发要完成这样一套复杂的仿真，则开发工作量会非常巨大，且***的扩展性不好。

对二次装置的检修过程进行详细仿真，需要搭建各种正常以及异常情况下装置动作逻辑。装置定检的类型很多，试验项目也很多，如果要对每一种仿真现象都逐一进行编程来实现，则***的构建难度很高，且***的扩展性和维护性都会很差。由于电网二次装置自身逻辑的复杂性，这样一个***还必须要有相关领域的专家协同合作才可能实现。

构建专家知识库的过程是二次开发过程，这个过程由相关专业的专家完成。专家在将其专业知识搭建在专家知识库的过程中，总是希望整个仿真***能够提供简单高效的二次开发环境，能够为知识库的创建和运行提供具有高效、通用、灵活以及方便的支撑环境，不必考虑底层各个平台的细节特性，从而简化整个仿真的逻辑搭建过程。现有技术中尚未有一种合适的方法能够有效地提供这样的二次开发环境以满足仿真的需要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种电气二次装置仿真中通用定制平台的构建方法，屏蔽数据以及计算准备过程，使得搭建专家知识库时能够聚焦于业务逻辑内容的自身，而不必考虑底层各个平台的细节特性，从而简化整个仿真的逻辑搭建过程。

为达成上述目的，本发明提出一种电气二次装置仿真中通用定制平台的构建方法,包括以下步骤：构建数据准备模块，其从一数据库中获取数据以用于为专家知识库的搭建准备数据；构建复杂计算准备模块，用以为专家知识库的搭建准备计算公式；以及利用数据准备模块提供的数据和复杂计算准备模块提供的计算公式构建对象级专家库和表级专家库，其中，对象级专家库和表级专家库中包括具有相同组成结构的多条专家规则，对象级专家知识库中使用的判断条件和动作算式是针对数据库中的记录对象，表级专家知识库中使用的判断条件和动作算式是针对数据库中二次装置表的属性域的逻辑定义，前述专家知识库的组成结构包括逻辑集合表、因子表、条件表和动作表，其中：逻辑集合表为一专家规则的作用域，该作用域限定了因子的范围；因子表位于逻辑集合表的下层，因子表中建立有专家规则的因子，因子来源于数据准备中的当前记录对象，并指定每个因子的数据库关联关系；条件表中建立有专家规则的条件算式，条件算式中的变量由因子表中的因子所定义；动作表位于条件表的下层，其建立有专家规则的动作对象或变量并根据因子表中的因子确定动作算式及动作条件，动作对象或变量来源于数据准备中的当前记录对象。

进一步，前述专家知识库中，二次装置表包括保护装置表、测控装置表、检测工具表、设备连线表以及自动设备表。

进一步，前述复杂计算准备模块包括函数库，该函数库具有多个函数公式及其输入输出参数表，前述动作表可通过一函数名调用对应的函数公式以实现对记录对象属性值的修改。

进一步，当前述动作表调用一函数公式时，前述动作对象修改为函数名，动作算式修改为函数公式的输入输出参数的传递者。

进一步，在搭建专家知识库时，将表现逻辑共性的共性条件放在前述条件表中，将表现记录对象个性的个性条件放在位于条件表下层的动作表中的动作条件中。

进一步，前述数据准备模块通过一通用接口从一种或多种数据库获取数据，并为前述因子表中的因子和动作表中的动作对象提供数据来源。

进一步，前述数据准备模块通过通用接口从基础平台的数据库获取数据，该基础平台包括数据库、通信模块和画面模块，并用以提供通用定制平台的底层支撑。

进一步，在构建对象级专家库和表级专家库时，包括以下步骤：根据专家的知识和专家知识库的搭建需要，确定一专家规则放入对象级专家库或表级专家库；建立专家规则的逻辑集合表、因子表、条件表和动作表。

由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于通过将数据准备和计算准备过程剥离专家知识库，让专家知识库专注于专家规则的搭建。通过通用定制平台提供的二次开发环境，能够在业务逻辑不断扩展的同时保持支撑平台的稳定，从而能够实现对不同厂家装置型号不同装置类型的逻辑仿真。

附图说明

图1为电气二次装置仿真中通用定制平台的构建方法的示范性流程示意图。

图2为图1实施例中通用定制平台的构成以及数据及计算关系图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

参考图1和图2所示，根据本发明的较优实施例，电气二次装置仿真中通用定制平台包括两部分：第一部分是数据准备及复杂计算准备部分，主要负责为专家知识库的搭建准备数据和较为复杂的计算公式；第二部分为具体的专家知识库的搭建及运行部分，这一部分利用数据准备及复杂计算准备部分提供的数据及计算公式，利用分层分级结构，进行专家知识库的搭建。专家知识库包括表级专家知识库和对象级专家知识库，表级专家知识库和对象级专家知识库包括具有基本相同组成结构的多个专家规则，每个专家规则的组成结构包括逻辑集合表，因子表，条件表和动作表。

其中数据准备的来源是一基础平台的数据库，该基础平台为通用定制平台的搭建提供底层支撑，基础平台包括数据库、画面模块和通信模块。如图2所示，在搭建专家知识库时，专家知识库中的数据记录都来自于数据准备中的当前记录对象，当前记录对象的数据来自于人机界面的数据库前景操作。在一些实施例中，通过人机界面的数据库前景操作，还可将多个记录对象预先放入备选对象池中，用于缓存多个记录对象，方便随时取用。

数据准备模块通过一通用接口从一种或多种数据库获取数据。在搭建专家知识库时，数据准备模块从基础平台数据库中提供的当前记录对象的数据分别为因子表中的因子和动作表中的动作对象提供数据来源。

结合图1和图2所示，电气二次装置仿真中通用定制平台的构建方法,包括以下步骤：构建数据准备模块，其从一数据库中获取数据以用于为专家知识库的搭建准备数据；构建复杂计算准备模块，用以为专家知识库的搭建准备计算公式；以及利用数据准备模块提供的数据和复杂计算准备模块提供的计算公式构建对象级专家库和表级专家库，对象级专家库和表级专家库中包括具有相同组成结构的多条专家规则，其中对象级专家知识库中使用的判断条件和动作算式是针对数据库中的记录对象，表级专家知识库中使用的判断条件和动作算式是针对数据库中二次装置表的属性域的逻辑定义。其中，二次装置表包括保护装置表、测控装置表、检测工具表、设备连线表以及自动设备表，其中检测工具表包含万用表、继电保护测试仪等。例如，某个变电站有10套同一型号的保护装置，这10套装置分别对应数据库中保护装置表中的10个对象。如果使用对象级专家知识库，需要分别针对这10个对象分别定义10次完全一样的装置行为逻辑，工作量很大，也就是说对单个记录对象均需要设计专家规则；但如果采用表级专家知识库，该表级专家知识库不是针对具体的数据库中的记录对象进行定义，而是针对数据库中二次装置表的属性域的逻辑定义。这样的话，上述10个同样型号的保护装置只需要进行一次针对保护装置表相关属性域的逻辑定义，然后在仿真运行时先用具体对象对表级专家知识库中的变量进行实例化，再运行，就可以得到仿真的结果。如此，既可满足使用具体对象进行逻辑定义的直观性需求，又能适应对同一逻辑的简化定义，减小平台搭建的工作量。

每个专家规则的组成结构包括逻辑集合表、因子表、条件表和动作表，其中：逻辑集合表为一专家规则的作用域，该作用域限定了因子的范围，只有在作用域下的因子才对动作算式起作用，相同或类似的专家规则归于同一作用域下；因子表位于逻辑集合表的下层，因子表中建立有专家规则的因子，因子来源于数据准备中的当前记录对象，并指定每个因子的数据库关联关系，同一个逻辑集合表内共享所有因子；条件表中建立有专家规则的条件算式，条件算式中的变量由因子表中的因子所定义；动作表位于条件表的下层，其建立有专家规则的动作对象或变量并根据因子表中的因子确定动作算式及动作条件，动作对象或变量来源于数据准备中的当前记录对象，其中，在对象级专家知识库中，动作表中建立专家规则的动作对象也即当前记录对象并根据因子确定动作算式及动作条件，在表级专家知识库中，相应的，动作表中建立专家规则的变量也即属性域的逻辑定义并根据因子确定动作算式及动作条件。

结合图1和图2所示，以对象级专家知识库的搭建为例，在构建通用定制平台的某一专家规则时，通过人机界面进行数据准备，挑选数据库在画面中显示的前景量，将其放入当前对象，用以为专家知识库的搭建准备数据；在搭建专家知识库时，专家通过对专家知识的积累，根据专家规则的创建需要，总结需要用到的函数公式，并在复杂计算准备中确定输入输出参数用于定义公式的参数，以及根据输入输出参数表中的参数在公式表中定义公式条件和公式算式。在完成数据准备和复杂计算准备后，专家开始搭建专家规则。

根据专家知识和搭建需要，接下来确定专家规则是放在表级专家知识库还是放在对象级专家知识库中，在确定专家规则的属性后，为专家规则在逻辑集合表中建立一个作用域，并命名该专家规则。然后在逻辑集合表下层的因子表中建立需要用到的所用因子，所有因子都来源于数据准备中的当前记录对象的数据。在逻辑集合表下层的条件表中建立专家规则的条件算式，条件算式需要使用因子表中的因子进行定义。对于复杂的逻辑，需要对条件进行梳理，在条件表中将表现逻辑共性的共性条件放在前述的条件表中，将表现记录对象个性的个性条件放在位于条件表下层的动作表中的动作条件中，这样同样可以实现对条件的梳理，使得整个知识库条理清晰。不同作用域下的条件可以在其他条件表中被复用，以减少复杂条件下的定义难度。在条件表的下层的动作表中建立专家规则的动作对象，动作对象来源于数据准备中的当前记录对象的数据，最后确定动作表中的动作算式和动作条件，动作算式和动作条件需要使用因子表中的因子进行定义。根据专家知识和搭建需要，如果需要调用复杂计算准备中的函数公式，则动作表中的动作对象变成函数名，动作算式也变成函数输入输出参数的传递者。

其中，在图2中，逻辑集合表的集合名是指专家或用户可自行对专家规则进行命名。同样地，条件表中的名字为相应的条件算式的自行命名，用于标记条件算式。因子表中逻辑名是指对因子的自行命名。

专家规则的动作表中所定义的动作算式，即为改变数据库中记录对象的属性值。这些要修改的属性值可以是常量也可以是使用动作算式来定义的变量，另外还可以是通过调用复杂计算准备中函数库中的函数来实现复杂的多变量计算过程，该函数库具有多个函数公式及其输入输出参数表。复杂计算准备中的函数库专门用来定义较为复杂的计算过程，这样可以让专家知识库中的专家规则看起来简洁清晰。专家知识库中的动作表可以通过一函数名调用其中的某一个函数公式时，动作对象变成了函数公式对应的函数名，动作算式也变成了函数输入输出参数的传递者，实现对记录对象属性值的修改。和上面提到的条件复用一样，函数库中的函数体（也即函数公式）也可以被复用。

复杂的计算一般都定义在数据准备及复杂计算准备部分的计算准备中。这包括从最简单的复数运算以及坐标系转换运算到复杂的距离保护中测量阻抗的计算等等。这些运算有两个特点，一是在不同的仿真场合大量使用，另一个特点是计算过程较为复杂。这样的计算如果每个需要用到的地方都定义一遍，则会出现很多重复定义，增加了定义工作量。另外由于其较为复杂，如果直接在专家知识库中定义，则会使得整个专家知识库不够简洁直观，增加了维护难度。为此，本实施例中将这些计算功能定义在一个预先的公共计算准备中，在运行时由专家知识库直接调用运行，从而简化定义过程。

综上所述，本发明的电气二次装置仿真中通用定制平台的构建方法通过将数据准备和计算准备过程剥离专家知识库，让专家知识库专注于专家规则的搭建。通过通用定制平台提供的二次开发环境，能够在业务逻辑不断扩展的同时保持支撑平台的稳定，从而能够实现对不同厂家装置型号不同装置类型的逻辑仿真，而且能够为知识库的创建和运行提供具有高效、通用、灵活以及方便的支撑环境，不必考虑底层各个平台的细节特性，简化整个仿真的逻辑搭建过程。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种电气二次装置仿真中通用定制平台的构建方法,其特征在于，包括以下步骤：构建数据准备模块，其从一数据库中获取数据以用于为专家知识库的搭建准备数据；构建复杂计算准备模块，用以为专家知识库的搭建准备计算公式；以及利用数据准备模块提供的数据和复杂计算准备模块提供的计算公式构建对象级专家库和表级专家库，其中，对象级专家库和表级专家库中包括具有相同组成结构的多条专家规则，对象级专家知识库中使用的判断条件和动作算式是针对数据库中的记录对象，表级专家知识库中使用的判断条件和动作算式是针对数据库中二次装置表的属性域的逻辑定义，前述专家知识库的组成结构包括逻辑集合表、因子表、条件表和动作表，其中：逻辑集合表为一专家规则的作用域，该作用域限定了因子的范围；因子表位于逻辑集合表的下层，因子表中建立有专家规则的因子，因子来源于数据准备中的当前记录对象，并指定每个因子的数据库关联关系；条件表中建立有专家规则的条件算式，条件算式中的变量由因子表中的因子所定义；动作表位于条件表的下层，其建立有专家规则的动作对象或变量并根据因子表中的因子确定动作算式及动作条件，动作对象或变量来源于数据准备中的当前记录对象。

2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，前述专家知识库中，二次装置表包括保护装置表、测控装置表、检测工具表、设备连线表以及自动设备表。

3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，前述复杂计算准备模块包括函数库，该函数库具有多个函数公式及其输入输出参数表，前述动作表可通过一函数名调用对应的函数公式以实现对记录对象属性值的修改。

4.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，当前述动作表调用一函数公式时，前述动作对象修改为函数名，动作算式修改为函数公式的输入输出参数的传递者。

5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，在搭建专家知识库时，将表现逻辑共性的共性条件放在前述条件表中，将表现记录对象个性的个性条件放在位于条件表下层的动作表中的动作条件中。

6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，前述数据准备模块通过一通用接口从一种或多种数据库获取数据，并为前述因子表中的因子和动作表中的动作对象提供数据来源。

7.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，前述数据准备模块通过通用接口从基础平台的数据库获取数据，该基础平台包括数据库、通信模块和画面模块，并用以提供通用定制平台的底层支撑。

8.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，在构建对象级专家库和表级专家库时，包括以下步骤：根据专家的知识和专家知识库的搭建需要，确定一专家规则放入对象级专家库或表级专家库；建立专家规则的逻辑集合表、因子表、条件表和动作表。