主配电网故障录波多源图谱智能比对识图诊断方法与流程

本发明涉及预诊断与健康管理，特别是指主配电网故障录波多源图谱智能比对识图诊断方法。

背景技术：

1、预诊断与健康管理技术领域主要针对设备或系统在运行过程中的状态变化进行持续分析，其基本过程是先取得能够反映运行状态的监测记录，再结合历史状态和事件过程判断当前状态所处阶段，并将判断结果作为后续诊断处理的依据。

2、其中，传统主配电网故障录波多源图谱智能比对识图诊断方法是指对主网和配电网发生故障时形成的录波信息进行关联识别的方法，通常由故障录波装置记录故障前后的电压和电流波形，由保护装置记录保护动作过程，由监控终端记录开关状态及对应时间，再按照设备之间的电气连接关系和各记录的时间对应关系组织故障过程，将本次故障形成的波形变化与接线关系及既有故障记录进行比对，并依据波形变化位置、保护动作先后关系和故障设备所在连接位置判定故障类型及对应设备。

3、传统主配电网故障诊断依据录波波形变化，保护动作先后关系，开关状态及一次接线关系进行关联判断，录波记录，保护动作记录和开关状态记录由不同设备形成，记录粒度和时间基准存在差异时，各记录之间的对应关系依赖单一时间匹配，电气连接关系与事件先后关系难以同时参与同一判断过程，局部记录出现不一致时，比对过程对故障传播过程的表达受到限制，故障类型及对应设备的判定容易受到局部记录差异的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种主配电网故障录波多源图谱智能比对识图诊断方法，针对故障录波记录、保护动作记录和开关状态记录在数据形式、记录时序及设备对应关系方面存在差异的情形，将不同来源的故障信息转换为具有设备关联和时间关联的状态变化事件，并结合一次接线关系形成候选故障事件路径，通过当前故障子图与历史故障子图的结构匹配以及多源信息之间的一致性校验，对存在关系冲突的事件进行反向追溯和重新匹配，使故障诊断过程围绕电气连接关系、事件发生先后关系及事件与设备之间的对应关系展开，并据此确定故障类型及关联设备。

2、为实现上述目的，本发明提供一种主配电网故障录波多源图谱智能比对识图诊断方法，包括以下步骤：

3、获取故障时间区间内由故障录波装置形成的录波记录、由保护装置形成的保护动作记录以及由监控终端形成的开关状态记录，并读取一次接线关系；基于所述故障时间区间，从所述录波记录、所述保护动作记录和所述开关状态记录中分别确定状态变化事件，建立所述状态变化事件与对应电气设备之间的关联，基于所述关联确定录波异常位置、保护动作对象和开关状态变化位置，并确定所述事件发生先后关系，依据所述一次接线关系及所述事件发生先后关系生成候选故障事件路径；基于所述候选故障事件路径构建当前故障子图，并将所述当前故障子图与历史故障图谱中的历史故障子图进行结构匹配；当录波异常位置、保护动作对象和开关状态变化位置满足设备对应关系、动作先后关系及路径位置关系时，保留匹配结果；当任一所述关系不满足时，确定冲突事件并执行反向校正，所述反向校正包括沿所述候选故障事件路径向故障起始方向追溯，重新限定参与匹配的事件范围，依据重新限定的所述事件范围重构所述当前故障子图，并再次进行结构匹配；根据保留的所述匹配结果或者再次结构匹配所得的所述匹配结果确定故障类型及关联设备。

4、进一步地，所述状态变化事件的确定包括：在所述故障时间区间内确定所述录波记录中的波形变化位置，并将所述波形变化位置对应的事件确定为录波事件；确定所述保护动作记录中的保护动作时刻，并将所述保护动作时刻对应的事件确定为保护动作事件；确定所述开关状态记录中的开关状态变化时刻，并将所述开关状态变化时刻对应的事件确定为开关状态事件；将所述录波事件、所述保护动作事件和所述开关状态事件分别与产生对应记录的电气设备建立关联；将所述录波事件关联的电气设备位置确定为所述录波异常位置，将所述保护动作事件关联的电气设备确定为所述保护动作对象，并将所述开关状态事件关联的电气设备位置确定为所述开关状态变化位置。

5、进一步地，所述事件发生先后关系的确定包括：按照所述录波事件、所述保护动作事件和所述开关状态事件各自对应的发生时刻进行排序；当不同事件的发生时刻在所述故障时间区间内具有可区分的时间先后次序时，将对应的排序结果确定为所述事件发生先后关系；当不同事件的发生时刻不具有可区分的时间先后次序时，保留对应事件与所述电气设备之间的关联，并不建立对应事件之间的时序关联。

6、进一步地，所述候选故障事件路径的生成包括：根据所述一次接线关系确定各所述状态变化事件对应的所述电气设备之间的电气连接关系，将具有所述电气连接关系且所述事件发生先后关系满足前后连续关系的所述状态变化事件建立路径关联；当相邻所述状态变化事件对应的所述电气设备不存在所述电气连接关系，或者所述事件发生先后关系不满足前后连续关系时，终止对应路径方向的延伸，并由满足所述电气连接关系且所述事件发生先后关系满足前后连续关系的所述状态变化事件形成所述候选故障事件路径。

7、进一步地，所述当前故障子图的构建包括：将所述候选故障事件路径中的电气设备确定为设备节点，将与各所述电气设备关联的所述状态变化事件确定为事件节点；根据所述一次接线关系建立所述设备节点之间的电气连接关系，根据所述事件发生先后关系建立所述事件节点之间的时序关系，并根据所述状态变化事件与对应所述电气设备之间的关联建立所述事件节点与所述设备节点之间的归属关系，由所述电气连接关系、所述时序关系和所述归属关系共同限定所述当前故障子图。

8、进一步地，所述当前故障子图与所述历史故障子图的结构匹配包括：按照所述设备节点之间的所述电气连接关系确定设备结构对应关系，按照所述事件节点之间的所述时序关系确定事件顺序对应关系，并按照所述事件节点与所述设备节点之间的所述归属关系确定事件设备对应关系；当所述设备结构对应关系、所述事件顺序对应关系和所述事件设备对应关系均满足所述历史故障子图中的对应关系时形成所述匹配结果；当任一所述对应关系不满足时，将对应的所述历史故障子图排除于所述匹配结果。

9、进一步地，所述录波异常位置、所述保护动作对象和所述开关状态变化位置的一致性校验包括：依据所述一次接线关系确定所述录波异常位置对应的所述电气设备与所述保护动作对象之间的设备对应关系，依据所述事件发生先后关系确定所述保护动作对象对应事件与所述录波异常位置对应事件之间的动作先后关系，并确定所述开关状态变化位置是否位于所述候选故障事件路径内；当所述设备对应关系、所述动作先后关系和所述路径位置关系均满足对应的所述候选故障事件路径时，保留对应的所述匹配结果；当任一所述关系不满足时，将对应事件确定为所述冲突事件。

10、进一步地，所述冲突事件对应的反向校正包括：确定所述冲突事件在所述候选故障事件路径中的位置，并沿所述候选故障事件路径向故障起始方向逐级追溯与所述冲突事件具有时序关联和电气连接关系的状态变化事件；将追溯所得的所述状态变化事件与所述录波记录、所述保护动作记录及所述开关状态记录中的对应记录再次核对；当对应关系满足时，将对应的所述状态变化事件纳入重新限定的所述事件范围；当对应关系不满足时，将对应的所述状态变化事件排除；基于重新限定的所述事件范围重构所述当前故障子图并再次进行结构匹配。

11、进一步地，所述故障类型及关联设备的确定包括：将保留的所述匹配结果或者再次结构匹配形成的匹配结果分别对应至所述历史故障图谱中的所述历史故障子图，确定各所述匹配结果对应的候选故障类型及候选关联设备；当多个所述匹配结果对应同一所述候选故障类型且指向同一所述候选关联设备时，将对应的所述候选故障类型和所述候选关联设备确定为所述故障类型及关联设备；当多个所述匹配结果的所述候选故障类型或所述候选关联设备不一致时，按照基于设备节点电气连接关系、事件节点时序关系和事件节点与设备节点归属关系的对应数量计算的结构对应率筛除所述匹配结果，保留结构对应率最高的所述匹配结果，并根据保留的所述匹配结果确定所述故障类型及关联设备。

12、进一步地，所述历史故障图谱的构建包括：从预置存储空间读取已确定故障类型和故障设备的历史故障记录，按照所述历史故障记录对应的历史故障时间区间提取所述录波事件、所述保护动作事件和所述开关状态事件，并建立各所述事件与对应电气设备之间的关联；依据历史故障发生时对应的一次接线关系建立设备节点之间的电气连接关系，依据各所述事件的发生先后关系建立事件节点之间的时序关系，并根据各所述事件与对应所述电气设备之间的关联建立所述事件节点与所述设备节点之间的归属关系；由所述设备节点、所述事件节点、所述电气连接关系、所述时序关系和所述归属关系形成所述历史故障子图，并将所述历史故障子图与对应的故障类型和故障设备建立关联，形成所述历史故障图谱。

13、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

14、本发明通过在同一故障时间区间内提取录波记录、保护动作记录和开关状态记录中的状态变化事件，并建立状态变化事件与电气设备的关联，使不同来源记录能够以统一事件关系参与诊断；依据一次接线关系和事件发生先后关系生成候选故障事件路径，再构建当前故障子图并与历史故障子图进行结构匹配，使时间关系与电气连接关系共同参与故障判断；当多源记录关系不满足一致性条件时，通过确定冲突事件并反向追溯后重新限定事件范围，可减少局部记录差异对故障类型及关联设备判定的干扰。