CN107944668A - 一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电气领域，更具体地，涉及一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法。包括以下步骤：S1.图形检测，检查电网一次接线图的绘制是否规范、完整和准确，保证电网模型从图形绘制层面就是相对规范、完整和准确的；S2.生成拓扑关系，将电力网络的图形拓扑结构转化为数据拓扑结构；S3.重新划分间隔、判断间隔类型，基于EMS电网模型数据及设备拓扑关系，对间隔的范围进行自动划分，并自动判断间隔类型的智能建模方法；S4.保护信号间隔匹配。本发明提供一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，对保护信号进行间隔匹配，形成一套智能匹配间隔的规则库，建立一种智能化的匹配机制。
Description
技术领域
本发明涉及电气领域，更具体地，涉及一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法。
背景技术
随着生活水平的不断提高，人们对于电力供应的需求不断增加，对电力供应可靠性的要求也越来越高。为了满足这种不断增长的电力需求，提高电力供应的可靠性，不断增加的各种电力***的高级应用均对电网模型的完整性和准确性提出了更高的要求。电力***建模是实现仿真计算、动态分析、安全控制的基础，因此，对于建模方法和模型匹配方式的探索和研究从未停止。
目前电力调度自动化主站***中保护信号的初始参数均来自站端，经人工导入调度自动化***。从站端获取的初始数据存在参数是孤立的,存在缺少与一次设备间的对应关系等问题，因此导入后的参数需要自动化专业人员进行人工维护，其中包括保护信号所属间隔等模型关系的维护。然而这些保护信号数量巨大，参数变更频繁，这使得保护信号划分间隔的工作量大，且不能保证手动划分结果的规范、准确和可靠。电网是一个不可分割的整体，对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用，对保证电网安全稳定运行具有重大意义，从而要求电网的一、二次设备间的关系必须完整和准确。
随着调度自动化***功能应用的不断扩充，对保护信号等二次设备模型参数的要求越来越高。由于现有的保护信号模型参数的维护工作的不完善和不准确，各种高级应用功能得不到有效的数据支撑，导致相关的应用无法正常提供服务或提供的分析结果不准确。目前调度自动化保护信号的参数来自站端，通过工具将其导入到调度自动化***中，由于导入的参数需要自动化专业人员进行人工维护，且信号点数据量大，参数变更频繁，导致参数维护工作的成本高、效率低，且不能保证保护信号所属关系的准确可靠。对一、二次设备进行统一建模，要求所有的资源采用全局统一的命名规则，才能实现电力电度控制中心和变电站内及变电站的无缝通信。但是在传统的建模方法中，仍然存在很大一部分的模型由人工维护的情况，这必然阻碍***建模规范化、标准化的实现。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，对保护信号进行间隔匹配，形成一套智能匹配间隔的规则库，建立一种智能化的匹配机制。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，其中，包括以下步骤：
S1. 图形检测，检查电网一次接线图的绘制是否规范、完整和准确，保证电网模型从图形绘制层面就是相对规范、完整和准确的；
S2. 生成拓扑关系，将电力网络的图形拓扑结构转化为数据拓扑结构；
S3. 重新划分间隔、判断间隔类型，基于EMS电网模型数据及设备拓扑关系，对间隔的范围进行自动划分，并自动判断间隔类型的智能建模方法；
S4. 保护信号间隔匹配。
进一步地，所述的S4步骤包括：
S41. 保护信号参数的预检测，建立一套命名规则库，基于该规则库，对保护信号的命名进行检测，检测出不符合电网统一命名规范的保护信号，将其筛选出来并提示；
S42. 基于关键字的间隔类型匹配，针对不同的类型间隔，提取不同的关键字，通过判断保护信号的描述中是否含有某个特定间隔类型的关键字，确定该信号是否属于这一类间隔；
S43. 基于字符串特征和相似度的模糊匹配，通过比较保护信号的描述和间隔描述，计算间隔描述与保护信号描述的相似度，选择相似度最高的间隔与保护信号进行匹配。
进一步地，所述的S1步骤中图形检查包括参数检查、厂站检查、连接线检查、设备端子检查和设备连接检查。
进一步地，所述的S3步骤中间隔类型包括：变压器间隔、母线间隔、电压互感器间隔、线路间隔、负荷间隔、电容器间隔、消弧线圈间隔、变高间隔、变中间隔、变低间隔、站用变间隔、母联间隔以及旁路间隔。
进一步地，所述的间隔划分逻辑为从开关、变压器、母线、电压互感器四种设备出发寻找出间隔内的设备，并设置相关参数。
进一步地，所述的间隔从搜索的范围和路径分为：
开关间隔，从开关出发，遇到开关、变压器、母线则停止，否则直到全部搜索完成；
变压器间隔，从变压器出发，查找从变压器各中性点连接出去的设备，直到全部搜索完成；
母线间隔，从母线出发，所有与母线相连，且另外一端与接地直接相连的设备；
电压互感器间隔，从电压互感器出发，遇到开关、变压器、母线则停止，否则直到全部搜索完成。
进一步地，所述的间隔类型判断逻辑为：
变压器间隔：以变压器命名的间隔；
母线间隔：以母线命名的间隔；
电压互感器间隔：以电压互感器命名的间隔；
变高侧间隔：间隔两端一端连接变压器高压端，一端连接母线；
变中侧间隔：间隔两端一端连接变压器中压端，一端连接母线；
变低侧间隔：间隔两端一端连接变压器低压端，一端连接母线；
线路间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一条线路及一条或多条母线；
负荷间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一个负荷及一条或多条母线；
电容器间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含电容器及一条母线；
消弧线圈间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一个消弧线圈及一条母线；
站用变间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一个变压器及一条或多条母线，且变压器为站用变；
母联间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含两条普通母线；
旁路间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一条、两条或三条母线，且其中至少有一条母线是旁母。
与现有技术相比，有益效果是：本发明提供的一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，定义了一套统一的、标准的间隔划分和间隔类型判断的规则和方法，实现了用智能划分间隔和类型判断方法替换传统的人工维护间隔，从而简化了***维护、配置和工程实施；提出一种基于关键字的间隔类型匹配算法，该方法的提出能够使保护信号所属间隔的划分更加快速和准确；采用基于字符串特征和相似度的模糊匹配算法对保护信号进行间隔匹配，该算法可以根据用户指定的相似度来控制模糊程度,从而得到可控的模糊匹配结果，模糊匹配有着较大的弹性和选择度。本发明减少维护工作量，提高工作效率，提升保护信号划分间隔的准确性及可靠性。
附图说明
图1 为本发明方法流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1所示，一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，其中，包括以下步骤：
S1. 图形检测，检查电网一次接线图的绘制是否规范、完整和准确，从参数检查、厂站检查、连接线检查、设备端子检查和设备连接检查等多方面，保证电网模型从图形绘制层面就是相对规范、完整和准确的；
S2. 生成拓扑关系，将电力网络的图形拓扑结构转化为数据拓扑结构，基于数据库的电网拓扑能够存储海量节点，并且节点的数量对于拓扑分析只有十分轻微的影响，此种特性决定了其非常适合电力网络拓扑分析，理论上能够将电力网络分析的性能指标提高几个数量级；
S3. 重新划分间隔、判断间隔类型，基于EMS电网模型数据及设备拓扑关系，对间隔的范围进行自动划分，并自动判断间隔类型的智能建模方法；这部分内容是本发明的重点，在传统的调度自动化***中，对于间隔参数的维护工作基本由自动化人员手动维护；
S4. 保护信号间隔匹配。
进一步地，所述的S4步骤包括：
S41. 保护信号参数的预检测，建立一套命名规则库，基于该规则库，对保护信号的命名进行检测，检测出不符合电网统一命名规范的保护信号，将其筛选出来并提示；更规范的命名有利于提高保护信号间隔匹配的准确度和效率；
S42. 基于关键字的间隔类型匹配，针对不同的类型间隔，提取不同的关键字，通过判断保护信号的描述中是否含有某个特定间隔类型的关键字，确定该信号是否属于这一类间隔；
S43. 基于字符串特征和相似度的模糊匹配，通过比较保护信号的描述和间隔描述，计算间隔描述与保护信号描述的相似度，选择相似度最高的间隔与保护信号进行匹配。
在本发明中，智能化匹配机制的建立，可以大大提高保护信号划分间隔的准确性及可靠性，同时有效的提高自动化的工作效率及运维水平。首先根据间隔类型在保护信号的描述中寻找相应的关键字，如果保护信号的描述中存在对应的关键字，则会通过对比保护信号和间隔的描述，找出相似度最高的间隔与之匹配。
本发明开发了一键执行自动匹配间隔功能，实现对选中厂站中的未分配间隔的保护信号进行自动匹配间隔操作，且可查看匹配结果，并对其匹配结果进行修正。对于保护信号列表内的任一未分配间隔的保护信号可以手动添加间隔，对于已经分配到某个间隔的保护信号，也可以手动将其移出某个间隔。保护信号智能建模方法的应用，大大减少了日常电网运行数据人工维护的工作量，显著提高了自动化专业人员的工作效率及电网运维水平。
进一步地，所述的S1步骤中图形检查包括参数检查、厂站检查、连接线检查、设备端子检查和设备连接检查。
进一步地，所述的S3步骤中间隔类型包括：变压器间隔、母线间隔、电压互感器间隔、线路间隔、负荷间隔、电容器间隔、消弧线圈间隔、变高间隔、变中间隔、变低间隔、站用变间隔、母联间隔以及旁路间隔。
进一步地，所述的间隔划分逻辑为从开关、变压器、母线、电压互感器四种设备出发寻找出间隔内的设备，并设置相关参数。
进一步地，所述的间隔从搜索的范围和路径分为：
开关间隔，从开关出发，遇到开关、变压器、母线则停止，否则直到全部搜索完成；
变压器间隔，从变压器出发，查找从变压器各中性点连接出去的设备，直到全部搜索完成；有一种例外的情况是：站用变（单端连接的变压器）不需要独立划分间隔；
母线间隔，从母线出发，所有与母线相连，且另外一端与接地直接相连的设备，母线及该设备属于母线间隔；
电压互感器间隔，从电压互感器出发，遇到开关、变压器、母线则停止，否则直到全部搜索完成，有一种例外的情况是：如果电压互感器是多端连接，则不需要独立划分间隔，这种情况下，通常变压互感器的一端连接开关，另外一端连接消弧线圈，此时所有的设备都将划分到开关间隔中。
进一步地，所述的间隔类型判断逻辑为：
变压器间隔：以变压器命名的间隔；
母线间隔：以母线命名的间隔；
电压互感器间隔：以电压互感器命名的间隔；
变高侧间隔：间隔两端一端连接变压器高压端，一端连接母线；
变中侧间隔：间隔两端一端连接变压器中压端，一端连接母线；
变低侧间隔：间隔两端一端连接变压器低压端，一端连接母线；
线路间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一条线路及一条或多条母线；
负荷间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一个负荷及一条或多条母线；
电容器间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含电容器（一个或多个）及一条母线；
消弧线圈间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一个消弧线圈及一条母线，两种特殊的情况是：若间隔中既存在电压互感器，又存在消弧线圈，则优先判断为消弧线圈间隔，若间隔中既存在开关，又存在消弧线圈，则优先判断为消弧线圈间隔；
站用变间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一个变压器及一条或多条母线，且变压器为站用变；判断站用变的根据是：站用变是单端连接(主变是多端连接)；
母联间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含两条普通母线；
旁路间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一条、两条或三条母线，且其中至少有一条母线是旁母。
在本发明中，调度自动化主站***存储着电网重要运行数据，一旦维护不完善会导致***应用运行异常，本项目的实施改变了原有维护人员的工作模式，将部分日常人工维护工作交给计算机完成，减少维护工作量，提高工作效率，提升保护信号划分间隔的准确性及可靠性。
对于调度自动化专业的应用：保护信号划分间隔的智能化匹配机制，大幅减少了自动化人员的维护工作量，同时有效提高了自动化的工作效率及运维水平。
对于调度自动化***的应用：通过保护信号的间隔划分，将极大提高保护信号划分间隔的准确性及可靠性，有利于发掘和查找出调度自动化***运行数据存在的问题和异常，可以提高***的运行可靠性和稳定性。
对于电力***其他单位推广应用的适用性：能弥补相关单位对调度自动化主站***保护信号参数维护中技术支持不足、智能化水平不高的情况，有运维优化、创先的应用前景。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 图形检测，检查电网一次接线图的绘制是否规范、完整和准确，保证电网模型从图形绘制层面就是相对规范、完整和准确的；
S2. 生成拓扑关系，将电力网络的图形拓扑结构转化为数据拓扑结构；
S3. 重新划分间隔、判断间隔类型，基于EMS电网模型数据及设备拓扑关系，对间隔的范围进行自动划分，并自动判断间隔类型的智能建模方法；
S4. 保护信号间隔匹配。
2.根据权利要求1所述的一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，其特征在于，所述的S4步骤包括：
S41. 保护信号参数的预检测，建立一套命名规则库，基于该规则库，对保护信号的命名进行检测，检测出不符合电网统一命名规范的保护信号，将其筛选出来并提示；
S42. 基于关键字的间隔类型匹配，针对不同的类型间隔，提取不同的关键字，通过判断保护信号的描述中是否含有某个特定间隔类型的关键字，确定该信号是否属于这一类间隔；
S43. 基于字符串特征和相似度的模糊匹配，通过比较保护信号的描述和间隔描述，计算间隔描述与保护信号描述的相似度，选择相似度最高的间隔与保护信号进行匹配。
3.根据权利要求1所述的一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，其特征在于，所述的S1步骤中图形检查包括参数检查、厂站检查、连接线检查、设备端子检查和设备连接检查。
4.根据权利要求1所述的一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，其特征在于，所述的S3步骤中间隔类型包括：变压器间隔、母线间隔、电压互感器间隔、线路间隔、负荷间隔、电容器间隔、消弧线圈间隔、变高间隔、变中间隔、变低间隔、站用变间隔、母联间隔以及旁路间隔。
5.根据权利要求4所述的一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，其特征在于，所述的间隔划分逻辑为从开关、变压器、母线、电压互感器四种设备出发寻找出间隔内的设备，并设置相关参数。
6.根据权利要求5所述的一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，其特征在于，所述的间隔从搜索的范围和路径分为：
开关间隔，从开关出发，遇到开关、变压器、母线则停止，否则直到全部搜索完成；
变压器间隔，从变压器出发，查找从变压器各中性点连接出去的设备，直到全部搜索完成；
母线间隔，从母线出发，所有与母线相连，且另外一端与接地直接相连的设备；
电压互感器间隔，从电压互感器出发，遇到开关、变压器、母线则停止，否则直到全部搜索完成。
7.根据权利要求6所述的一种基于间隔划分的保护信号智能建模方法，其特征在于，所述的间隔类型判断逻辑为：
变压器间隔：以变压器命名的间隔；
母线间隔：以母线命名的间隔；
电压互感器间隔：以电压互感器命名的间隔；
变高侧间隔：间隔两端一端连接变压器高压端，一端连接母线；
变中侧间隔：间隔两端一端连接变压器中压端，一端连接母线；
变低侧间隔：间隔两端一端连接变压器低压端，一端连接母线；
线路间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一条线路及一条或多条母线；
负荷间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一个负荷及一条或多条母线；
电容器间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含电容器(一个或多个)及一条母线；
消弧线圈间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一个消弧线圈及一条母线；
站用变间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一个变压器及一条或多条母线，且变压器为站用变；
母联间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含两条普通母线；
旁路间隔：间隔内及间隔内设备直接连接的设备中包含一条、两条或三条母线，且其中至少有一条母线是旁母。
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