本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化控制，尤其涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和專家規(guī)則庫(kù)的變電站設(shè)備一鍵順控方法、存儲(chǔ)介質(zhì)和電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、目前，變電站的運(yùn)行管理是由站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的多個(gè)協(xié)同過(guò)程組成，對(duì)于一些樞紐變電站，其組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，倒閘操作工作量大。一鍵順控是電力系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒閘操作的一種方式，具有智能化、便捷性、高效率的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的自動(dòng)判斷、防誤動(dòng)作智能校驗(yàn)以及結(jié)果判斷等所有過(guò)程。隨著變電站建設(shè)速度加快，運(yùn)行人員減少，變電站設(shè)備一鍵順控的發(fā)展將逐步取代人工操作成為主流。

2、傳統(tǒng)的一鍵順控系統(tǒng)中變電站操作票存在管理難度大、出票慢、出票容易出錯(cuò)等問(wèn)題。在操作票系統(tǒng)中加入機(jī)器學(xué)習(xí)、智能算法等程序化操作后，將極大地提升變電站線路停送電、母線停送電、主變停送電等操作的執(zhí)行效率。

3、鑒于現(xiàn)有變電站運(yùn)行壓力不斷提升，設(shè)備操控中間環(huán)節(jié)愈加復(fù)雜，為進(jìn)一步提升一鍵順控的操作性能及效率，發(fā)明了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)與專家規(guī)則庫(kù)的變電站設(shè)備一鍵順控方法，將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)與專家規(guī)則庫(kù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的一鍵順控，對(duì)于變電站調(diào)度操作執(zhí)行效率的提升具有重要意義。變電站的運(yùn)行管理是由站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的多個(gè)協(xié)同過(guò)程組成，對(duì)于一些樞紐變電站，其組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，倒閘操作工作量大。傳統(tǒng)的一鍵順控系統(tǒng)中變電站操作票存在管理難度大、出票慢、出票容易出錯(cuò)等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和專家規(guī)則庫(kù)的變電站設(shè)備一鍵順控方法、存儲(chǔ)介質(zhì)和電子設(shè)備，能夠緩解變電站運(yùn)行壓力，解決現(xiàn)有變電站操作票管理難度大、出票慢、出票容易出錯(cuò)的問(wèn)題。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和專家規(guī)則庫(kù)的變電站設(shè)備一鍵順控方法，包括如下步驟：

4、步驟1，解析監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備和連接關(guān)系，建立變電站設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系模型：利用變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)中包含的變電站變壓器、母線、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)設(shè)備之間的間距與設(shè)備之間的合解環(huán)接線方式建立變電站設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系模型；

5、步驟2，建立包含成票規(guī)則庫(kù)和安全規(guī)則庫(kù)的專家規(guī)則庫(kù)：依據(jù)所建立的變電站設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系模型中的設(shè)備間隔合解環(huán)接線方式建立專家規(guī)則庫(kù)，專家規(guī)則庫(kù)主要包括成票規(guī)則專家?guī)炫c安全規(guī)則專家?guī)欤?/p>

6、步驟3，利用機(jī)器學(xué)習(xí)提取操作票內(nèi)容，在步驟一和步驟二基礎(chǔ)上，建立一件順控操作票生成模型：

7、變電站監(jiān)控系統(tǒng)接收變電站調(diào)度中心所下發(fā)的操作票任務(wù)后，利用機(jī)器學(xué)習(xí)的隱馬爾可夫模型對(duì)操作票內(nèi)容進(jìn)行解析；從專家規(guī)則庫(kù)中調(diào)用相應(yīng)的設(shè)備類型和設(shè)備描述字段，結(jié)合設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)和操作原則，搜尋并處理差異項(xiàng)。在此基礎(chǔ)上，建立一鍵順控操作票生成模型，實(shí)現(xiàn)操作票的智能生成；

8、進(jìn)一步地，當(dāng)調(diào)度中心下發(fā)調(diào)度命令時(shí)，利用隱馬爾可夫模型從專家規(guī)則庫(kù)中調(diào)取設(shè)備狀態(tài)、操作類型、操作順序、安全約束等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)解析；依據(jù)這些數(shù)據(jù)，一鍵順控操作票生成模型能夠自動(dòng)生成符合規(guī)程要求的操作票；

9、步驟4，通過(guò)隱馬爾可夫模型完成操作票的中文分詞以及詞性標(biāo)注，生成變電站設(shè)備一鍵順控操作票，并形成一鍵順控模式；

10、步驟5，將設(shè)備操作指令通過(guò)iec104協(xié)議方式傳遞給監(jiān)控系統(tǒng)：

11、其中，iec104協(xié)議應(yīng)用于變電站設(shè)備一鍵順控時(shí)，將主站和分子站分別設(shè)置為客戶端和服務(wù)端。采用104規(guī)約通信同計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，主站端具有自動(dòng)判斷與處理數(shù)據(jù)信息的特點(diǎn)，將變電站監(jiān)控系統(tǒng)端設(shè)置為主站，操作票系統(tǒng)端作為子站。多子站同時(shí)訪問(wèn)時(shí)，利用ip地址、端口以及mac地址劃分安全級(jí)別，存在重復(fù)ip(internet?protocol，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)地址時(shí)，禁止執(zhí)行此控制命令。

12、步驟6，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)方接收到設(shè)備操作指令時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)解析設(shè)備操作指令并在其系統(tǒng)設(shè)備圖形展示界面，將相關(guān)設(shè)備圖元設(shè)置為一鍵順控操作。

13、步驟7，操作人員可對(duì)該設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的分合閘操作，根據(jù)設(shè)備的一鍵順控操作情況執(zhí)行設(shè)備的遠(yuǎn)程操作。

14、所述的步驟1包括如下步驟：

15、將變電站設(shè)備排圖方法應(yīng)用于設(shè)備拓?fù)涫噶繄D設(shè)計(jì)中，解析變電站設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系模型文件，利用變電站設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系模型文件中不同設(shè)備圖元明確不同設(shè)備在變電站內(nèi)的顯示格式以及位置坐標(biāo)，確定變電站不同設(shè)備所代表圖元的連接順序，利用眾多設(shè)備連接關(guān)系生成變電站的主節(jié)點(diǎn)圖，將變電站內(nèi)的眾多開(kāi)關(guān)建立節(jié)點(diǎn)集合，依據(jù)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中的母線、線路、變壓器等支路的連接關(guān)系，和點(diǎn)與點(diǎn)間的連接關(guān)系建立電氣網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

16、所述的步驟1將節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間關(guān)系屬性描述為：利用節(jié)點(diǎn)表示變電站內(nèi)開(kāi)關(guān)、變壓器、刀閘、電抗器等設(shè)備實(shí)體；利用變電站設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系模型中的邊表示不同變電站設(shè)備間所存在的關(guān)系；其中，模型中的拓?fù)潢P(guān)系存在方向性，如變電站設(shè)備a與設(shè)備b為單向連通或雙向連通時(shí)，分別用a→b與表示；通過(guò)屬性體現(xiàn)變電站設(shè)備實(shí)體點(diǎn)和設(shè)備關(guān)系的屬性，變電站設(shè)備的配置信息、設(shè)備名稱等屬性均可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)置。

17、所述的步驟2中成票規(guī)則庫(kù)包含調(diào)度規(guī)程、設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換、倒閘操作、操作指令，依據(jù)設(shè)備操作規(guī)則建立成票規(guī)則庫(kù)；建立成票規(guī)則庫(kù)的規(guī)則包括如下步驟：

18、步驟2.1一次設(shè)備操作規(guī)則：將變電站內(nèi)變壓器與線路停送電設(shè)置為變電站一次設(shè)備操作規(guī)則，線路停送電位置位于變電段與送電端間時(shí)，將解合環(huán)與停送電分別設(shè)置于送電端側(cè)與變電端側(cè)；變壓器停送電時(shí)，需閉合中性點(diǎn)接地閘刀。

19、步驟2.2二次設(shè)備操作規(guī)則：二次壓板的投退是變電站二次設(shè)備的主要操作規(guī)則，利用二次檢修安措規(guī)則庫(kù)識(shí)別變電站二次設(shè)備關(guān)聯(lián)域、檢修域和影響域，明確二次設(shè)備序列。

20、所述的步驟2中安全規(guī)則庫(kù)的建立包含設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)校核、拓?fù)溥壿嫷碾姎夥勒`、歷史票關(guān)聯(lián)校核、票面術(shù)語(yǔ)規(guī)范性校核；依據(jù)變電站各設(shè)備的操作任務(wù)以及設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備狀態(tài)，匹配操作規(guī)則庫(kù)獲取操作序列，生成操作票；所述的安全規(guī)則庫(kù)是利用關(guān)聯(lián)規(guī)則方法挖掘變電站操作規(guī)程、電網(wǎng)操作規(guī)程以及電網(wǎng)調(diào)度規(guī)則建立安全規(guī)則庫(kù)；建立成票規(guī)則庫(kù)的規(guī)則包括如下步驟：建立包含設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)校核、拓?fù)溥壿嫷碾姎夥勒`、歷史票關(guān)聯(lián)校核、票面術(shù)語(yǔ)規(guī)范性校核等變電站設(shè)備的安全校核規(guī)則，依據(jù)各設(shè)備的操作任務(wù)以及設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備狀態(tài)，匹配操作規(guī)則庫(kù)獲取操作序列，生成操作票。

21、所述的步驟4中利用隱馬爾可夫模型實(shí)現(xiàn)智能生成操作票以及變電站設(shè)備一鍵順控，需要充分考慮變電站各設(shè)備的交互方式，建立變電站與生產(chǎn)指揮中心協(xié)同操作的一鍵順控模式；其中，操作票內(nèi)容的精準(zhǔn)識(shí)別需將中文分詞作為依據(jù)，中文分詞的精度可提升操作票文本分詞的精準(zhǔn)性；利用字的序列標(biāo)準(zhǔn)表示中文分詞的序列標(biāo)準(zhǔn)，可改善未登錄詞的處理情況；其中，字的詞位依據(jù)詞語(yǔ)中字的位置分為s、b、m、e4種，其中s與b分別表示詞語(yǔ)、詞首，m與e分別表示詞中與詞尾；

22、當(dāng)中文語(yǔ)句中包含字?jǐn)?shù)為n時(shí)，分詞原理利用以下公式表示：

23、

24、式中，yk∈{s，b，m，e}表示詞位為k時(shí)的詞位，利用n與j上下文的字設(shè)置為操作票的詞位特征；y1,y2,...,yn表示分詞結(jié)果中的標(biāo)記或詞；x1,x2,…,xn表示輸入句子中的字符。利用隱馬爾可夫模型通過(guò)由字構(gòu)詞方式建立中文分詞，字和文本分別對(duì)應(yīng)觀測(cè)值和觀察序列，將中文語(yǔ)句與觀察序列對(duì)應(yīng)；中文分詞的輸出設(shè)置為詞性標(biāo)注的輸入，將所標(biāo)注的詞性作為隱馬爾可夫模型的輸入；利用隱馬爾可夫模型實(shí)現(xiàn)操作票的詞性標(biāo)注，將操作票中的詞語(yǔ)和文本分別作為觀測(cè)值和觀測(cè)序列；用{s1,s2,s3,s4,s5,s6}＝{v,n,ns,p,d,w}表示隱馬爾可夫模型詞性標(biāo)注時(shí)的狀態(tài)空間，全部詞語(yǔ)所建立的無(wú)重復(fù)集合，利用觀測(cè)空間{o1,o2,…,om}表示。

25、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述的計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行如上所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)和專家規(guī)則庫(kù)的變電站設(shè)備一鍵順控方法。

26、一種電子設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有可在所述處理器上運(yùn)行的程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述的基于機(jī)器學(xué)習(xí)和專家規(guī)則庫(kù)的變電站設(shè)備一鍵順控方法。

27、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)和專家規(guī)則庫(kù)的變電站設(shè)備一鍵順控技術(shù)方案，過(guò)解析變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備及其連接關(guān)系，建立了詳細(xì)的變電站設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系模型，并據(jù)此構(gòu)建了包含成票規(guī)則庫(kù)和安全規(guī)則庫(kù)的專家規(guī)則庫(kù)。在此基礎(chǔ)上，利用機(jī)器學(xué)習(xí)的隱馬爾可夫模型智能提取并解析操作票內(nèi)容，結(jié)合設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)和操作原則，實(shí)現(xiàn)了操作票的自動(dòng)生成。降低設(shè)備操控中間環(huán)節(jié)；提升一鍵順控的操作性能及效率。