一种继电保护动作分析方法及装置、系统与流程

本发明属于继电保护，具体涉及一种继电保护动作分析方法及装置、系统。

背景技术：

1、继电保护装置是保障电力系统安全稳定运行的第一道防线。当系统发生故障时，保护装置基于采集的电气量信息（如电压、电流波形），依据内部预设的逻辑判据（如阻抗圆特性、差动比率制动特性）进行快速判别并输出跳闸指令。准确分析保护动作行为的正确性，对于故障诊断、定值优化及装置研发具有重要意义。

2、近年来，随着大语言模型（large language model，llm）在自然语言处理领域的突破，部分研究开始尝试将其应用于电力系统故障诊断。然而，通用大语言模型在处理继电保护这一高度专业化且对数值精度要求极高的领域时，存在显著的“技术鸿沟”。

3、数值计算幻觉（numerical hallucination）：大模型本质是基于概率的文本生成模型，其算术能力薄弱。在执行阻抗轨迹计算、谐波分析、相量比对等任务时，极易产生数值偏差，导致分析结果不可靠。

4、推理过程黑盒化：现有基于知识库检索增强生成（retrieval augmentedgeneration，rag）的技术，本质仍属于黑盒式智能诊断。其核心推理过程完全依赖大模型的参数化生成机制，缺乏对保护内部逻辑动作过程的显式展示。运维人员不能直观感受采样数据变化与继电保护动作逻辑的因果关联，无法满足继电保护分析对过程透明和因果可溯的严苛要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种继电保护动作分析方法及装置、系统，以解决现有技术的继电保护动作推理过程仅依赖文字描述，运维人员不能直观感受采样数据变化与继电保护动作逻辑的因果关联，不满足继电继电保护分析的要求的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种继电保护动作分析方法，该方法包括：

3、s1、获取本次故障的自然语言描述和逻辑执行路径主干；

4、s2、根据所述自然语言描述在历史故障案例库中查询相似故障案例；

5、根据所述逻辑执行路径主干在标准动作序列库匹配相似的标准动作序列；

6、所述历史故障案例库存储有历史故障案例的自然语言描述；所述标准动作序列库存储所有标准保护逻辑对应的标准动作序列；

7、从所述相似故障案例与所述相似的标准动作序列中选取综合相似度最高的故障案例和标准动作序列；所述综合相似度根据故障案例对应的语义相似度和标准动作序列对应的拓扑相似度加权得到；

8、s3、将综合相似度最高的故障案例和标准动作序列注入作为大语言模型提示词的思维链中，通过大语言模型进行链式因果推演，生成保护动作评价结论。

9、在一种可能实现的方式中，s2还包括：利用预先设置好的继电保护定量计算工具计算保护判据定值；所述提示词还包括所述保护判据定值。

10、在一种可能实现的方式中，所述保护动作评价结论包括：故障类型及其判据验证、所述逻辑执行路径主干与标准动作序列的偏差、本次继电保护动作的因果链以及动作正确与否。

11、在一种可能实现的方式中，所述保护动作评价结论还包括置信度评分，所述置信度评分根据数据质量指标、动作裕度指标和逻辑一致性指标加权相加得到；所述数据质量指标用于表示提示词中故障数据的质量；所述动作裕度指标用于表示继电保护动作的可靠程度；所述逻辑一致性指标用于表示各个保护元件动作逻辑一致性。

12、在一种可能实现的方式中根据所述自然语言描述在历史故障案例库中查询相似故障案例的过程包括：将所述自然语言描述转化为语义查询向量，在所述历史故障案例库中检索与所述语义查询向量之间的语义相似度最高的k个语义向量对应的故障案例；

13、所述历史故障案例库以语义向量的形式存储历史故障案例。

14、在一种可能实现的方式中，根据所述逻辑执行路径主干在标准动作序列库匹配相似的标准动作序列的过程包括：将所述逻辑执行路径主干转化为图嵌入向量，在所述标准动作序列库匹配与所述图嵌入向量之间的拓扑相似度最高的m个标准动作序列；

15、所述标准动作序列库以图嵌入向量为索引存储所述标准动作序列。

16、在一种可能实现的方式中，所述数据质量指标、动作裕度指标、逻辑一致性指标分别为：

17、

18、

19、

20、其中，为录波通道完好率；为采样数据连续率；为时标同步偏差因子；、和均为预设权重，；为推演结论一致的独立保护元件数量；为参与推演的保护元件总数；为动作门槛；为实际动作值。

21、在一种可能实现的方式中，该方法还包括：s3、接收到用户对所述保护动作评价结论后，将修正后的保护动作评价结论的知识存储在所述历史故障案例库和所述标准动作序列库中。

22、为解决上述技术问题，本发明第二方面提供了一种继电保护动作分析装置，包括处理器，所述处理器用于执行计算机程序以实现本发明第一方面中任一种可能实现的方式中方法的步骤。

23、为解决上述技术问题，本发明第三方面提供了一种继电保护动作分析系统，包括：

24、数据接入模块：用于获取本次故障的自然语言描述和逻辑执行路径主干；

25、智能体调度模块：用于根据所述自然语言描述在历史故障案例库中查询相似故障案例；根据所述逻辑执行路径主干在标准动作序列库匹配相似的标准动作序列；还用于从所述相似故障案例与所述相似的标准动作序列中选取综合相似度最高的故障案例和标准动作序列；

26、所述综合相似度根据故障案例对应的语义相似度和标准动作序列对应的拓扑相似度加权得到；所述历史故障案例库存储有历史故障案例的自然语言描述；所述标准动作序列库存储所有标准保护逻辑对应的标准动作序列；

27、因果推演引擎：用于将综合相似度最高的故障案例和标准动作序列注入作为大语言模型提示词的思维链中，通过大语言模型进行链式因果推演，生成保护动作评价结论。

28、本发明的有益效果是：本发明通过同步获取故障的自然语言描述与保护装置的逻辑执行路径主干，分别在预构建的历史故障案例库和标准动作序列库中进行双向检索，并以语义相似度与拓扑相似度的加权综合得分挑选出最匹配的案例与标准序列。随后将该案例和序列作为结构化提示词注入大语言模型，利用链式因果推演输出保护动作评价结论。该方法创新性地提出“语义+拓扑”双驱机制，对历史案例进行“语义相似度+动作时序拓扑结构”双重匹配，有效排除“文字描述相似但动作时序完全不同”的干扰案例，消除上下文干扰幻觉。显著提升分析的透明度、准确性和效率，满足继电保护动作分析对可解释性和可追溯性的严格要求。本发明解决了现有技术的继电保护动作推理过程仅依赖文字描述，运维人员不能直观感受采样数据变化与继电保护动作逻辑的因果关联，不满足继电继电保护分析的要求的技术问题。

1.一种继电保护动作分析方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的继电保护动作分析方法，其特征在于，s2还包括：利用预先设置好的继电保护定量计算工具计算保护判据定值；所述提示词还包括所述保护判据定值。

3.根据权利要求1所述的继电保护动作分析方法，其特征在于，所述保护动作评价结论包括：故障类型及其判据验证、所述逻辑执行路径主干与标准动作序列的偏差、本次继电保护动作的因果链以及动作正确与否。

4.根据权利要求2所述的继电保护动作分析方法，其特征在于，所述保护动作评价结论还包括置信度评分，所述置信度评分根据数据质量指标、动作裕度指标和逻辑一致性指标加权相加得到；所述数据质量指标用于表示提示词中故障数据的质量；所述动作裕度指标用于表示继电保护动作的可靠程度；所述逻辑一致性指标用于表示各个保护元件动作逻辑一致性。

5.根据权利要求1所述的继电保护动作分析方法，其特征在于，根据所述自然语言描述在历史故障案例库中查询相似故障案例的过程包括：将所述自然语言描述转化为语义查询向量，在所述历史故障案例库中检索与所述语义查询向量之间的语义相似度最高的k个语义向量对应的故障案例；

6.根据权利要求1所述的继电保护动作分析方法，其特征在于，根据所述逻辑执行路径主干在标准动作序列库匹配相似的标准动作序列的过程包括：将所述逻辑执行路径主干转化为图嵌入向量，在所述标准动作序列库匹配与所述图嵌入向量之间的拓扑相似度最高的m个标准动作序列；

7.根据权利要求4所述的继电保护动作分析方法，其特征在于，所述数据质量指标、动作裕度指标、逻辑一致性指标分别为：

8.根据权利要求1或5或6所述的继电保护动作分析方法，其特征在于，该方法还包括：s3、接收到用户对所述保护动作评价结论后，将修正后的保护动作评价结论的知识存储在所述历史故障案例库和所述标准动作序列库中。

9.一种继电保护动作分析装置，包括处理器，其特征在于，所述处理器用于执行计算机程序以实现如权利要求1~8任意一项所述的继电保护动作分析方法的步骤。

10.一种继电保护动作分析系统，其特征在于，包括：