一种低压无功补偿智能监测控制系统的制作方法

本发明涉及低压配电，具体为一种低压无功补偿智能监测控制系统。

背景技术：

1、低压无功补偿系统是保障配电网电能质量的核心装置，其运行稳定性直接影响配电系统的供电可靠性与能效水平，但随着无功补偿设备的部署规模与运行工况复杂度不断提升，现有监测控制仍存在以下缺陷：

2、其一，现有低压无功补偿监测系统多以单点参量阈值告警为核心，仅能输出离散的设备告警信号，无法揭示故障在设备间的因果传播关联，在故障发生后难以快速定位根因节点；

3、其二，现有系统仅输出故障告警结论，未配套生成阶梯式运维排查指引，因而运维人员需要自行梳理检测点位与操作顺序，使得排查过程缺乏标准化验证逻辑，容易出现排查路径偏差；

4、因此，亟需一种低压无功补偿智能监测控制系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种低压无功补偿智能监测控制系统，解决了现有低压无功补偿故障根因定位不准、运维排查指引缺失的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种低压无功补偿智能监测控制系统，包括：

3、根因搜索模块，预先构建无功补偿系统故障知识图谱，当监测到实时告警时，从告警报文中解析出告警设备标识，将告警设备标识映射为图谱中的设备实体节点并设为源节点，同时计算关系边对应的初始权重，以源节点为起点沿关系边进行有向路径搜索，得到所有终止于故障实体节点的候选根因链，并将其存入候选集合，所述图谱以设备实体节点和故障模式实体节点为节点；

4、指引生成模块，对候选集合中的每条候选根因链计算综合置信评分，将评分最高的候选根因链作为诊断结果链，并抽取诊断结果链中除首尾节点外的中间节点所关联的设备检测项，沿链的因果方向编排形成阶梯式排查操作指引，同时将其推送至运维交互终端。

5、作为本发明的进一步方案，构建无功补偿系统故障知识图谱的具体操作为：

6、解析无功补偿系统的工程配置文件，获取全部设备实例及其型号，为每台设备创建设备实体节点，同时，针对各设备的型号，查询设备技术手册中列出的所有故障模式条目，为每条故障模式创建故障模式实体节点，并建立从设备实体节点指向故障模式实体节点的“表现”关系边；

7、将该故障模式在手册中记载的“引起的输出电气参量变化类型”提取为“输出参量类型”属性，将“所需的外部触发条件参量类型”提取为“触发参量类型”属性，并将两属性标注于该故障模式实体节点；

8、解析无功补偿系统的电气主接线图，获取设备实体节点之间的有功功率流向和控制信号路径，沿功率流向在设备节点间建立“影响”边，沿控制信号路径建立“控制”边；

9、对每条“影响”边所连接的上游设备节点和下游设备节点，取上游设备关联的故障模式实体节点的“输出参量类型”属性值与下游设备关联的故障模式实体节点的“触发参量类型”属性值进行比较，若二者一致，则在对应故障模式实体节点之间建立“导致”边。

10、作为本发明的进一步方案，将手册中记载的“引起的各电气参量典型变化率”以固定维度向量的形式记为偏移向量，并将其标注于该故障模式实体节点。

11、作为本发明的进一步方案，计算关系边对应的初始权重具体步骤为：

12、对于图谱中每条“导致”边所连接的故障模式节点对，将上游故障模式节点记为前件故障、下游故障模式节点记为后件故障，并从历史故障记录中抽取所有同时包含该前件故障和后件故障的故障事件链，该故障事件链的前件故障发生时刻必须早于后件故障发生时刻；

13、逐条提取每条事件链中前件故障发生时刻与后件故障发生时刻，将二者之间的差值作为因果传播延时，并将所有因果传播延迟进行升序排序后取中位数，以该中位数的倒数作为该条“导致”边的初始权重。

14、作为本发明的进一步方案，所述故障事件链指的是从无功补偿系统的历史故障记录中，将归属于同一次故障传播过程的多个故障事件按发生时刻的先后顺序排列形成的有序序列，具体需要满足以下条件：条件一，序列中的每个元素对应一个具体故障事件，必须包含该故障事件所属的设备标识、故障模式名称以及发生时间戳；条件二，基于序列中相邻的两个故障事件，将后一故障事件的发生时刻减去前一故障的发生时刻得到传播延时，若传播延时超过预设因果时间跨度，则判定为分属不同的传播过程，不被组织在同一条链中。

15、作为本发明的进一步方案，以源节点为起点沿关系边进行有向路径搜索的具体步骤为：

16、从被设为源节点的设备实体节点出发，沿其出方向上的“表现”关系边，进入该设备所关联的全部故障模式实体节点，将这些故障模式实体节点组成当前层待扩展节点集合，并将每个故障模式实体节点分别作为一条路径的起始点；

17、从当前层待扩展节点集合中的每个故障模式实体节点出发，沿“导致”关系边的反方向逐跳迭代扩展邻居节点，每扩展一跳就将当前节点和所经过的“导致”边追加到该路径的序列中，并以新扩展得到的上游故障模式节点刷新当前层集合；

18、当扩展至某个故障模式节点不存在入向“导致”边时，立即终止该路径的延伸，并将该节点判定为候选根因节点，同时将整条路径作为候选根因链存入候选集合。

19、作为本发明的进一步方案，对候选根因链计算综合置信评分的具体步骤为：

20、从起始节点到末尾根因节点的因果传播方向，依次读取候选根因链上每个故障模式实体节点的偏移向量，并将所有偏移向量按相同参量分量逐项累加，生成该链对应的预测总体偏移向量，并将其暂存于内存中；

21、采集实时告警发生前一个周期的各电气参量平均值与告警时刻的瞬时值，计算各参量的实际变化率，组成一个与预测总体偏移向量维度相同的实际偏移向量；

22、对每条候选根因链，计算所述预测总体偏移向量与所述实际偏移向量的余弦相似度，并将其记为该条候选根因链的综合置信评分。

23、作为本发明的进一步方案，抽取诊断结果链中除首尾节点外的中间节点所关联的设备检测项具体规则为：

24、从诊断结果链的首端向末端遍历，定位链中除首节点和尾节点外的每个中间故障模式节点，并统计这些中间故障模式节点所关联的设备实体节点，通过该设备实体节点获取其安装位置与接线端子编号；

25、对每个中间故障模式节点，读取其入向“导致”边所引用的下游触发参量类型名称和出向“导致”边所引用的上游输出参量类型名称；

26、将两个参量类型名称合并去重后生成参量检测项清单，每项检测内容记录为“在设备安装位置对应的接线端子上测量该参量类型的当前值”，并将该检测项按中间故障模式节点在链中的先后顺序依次排列，形成检测项序列。

27、作为本发明的进一步方案，形成阶梯式排查操作指引的具体操作为：

28、对诊断结果链上的每条“导致”边，读取该边对应上游故障模式的“输出参量变化方向标记”和下游故障模式的“触发参量所需方向标记”；

29、若两个方向标记一致，则将该条边定义为正向传递边，并将该边所连接的上游故障模式节点和下游故障模式节点组合为一个传递验证段，同时将该边的参量类型名称和比对一致的方向标记写入该传递验证段的数据结构中；

30、将所有传递验证段按诊断结果链中各节点的顺序依次排列，并在每个传递验证段中写入操作指令：指示运维人员测量上游故障模式节点所关联设备端子上对应参量类型的变化方向；

31、该指令下设一个分支步，若测得方向与传递验证段中记录的方向标记一致，则转入下一传递验证段的操作指令；若不一致，则终止排查序列，并将当前传递验证段的上游故障模式节点标记为故障传播阻断点，同时将该阻断点信息推送至运维交互终端。

32、本发明提供了一种低压无功补偿智能监测控制系统，与现有技术相比具备以下有益效果：

33、(1)本发明通过构建无功补偿系统故障知识图谱，以告警设备实体节点为起点反向搜索获取候选根因链，并结合故障模式的参量偏移特征与实时运行数据计算综合置信评分，可以准确定位故障根因节点，提升了多设备连锁故障场景下的诊断准确性；

34、(2)本发明基于评分最优的诊断结果链，提取中间节点对应的设备检测项并沿因果方向编排，形成阶梯式排查操作指引，后续再通过分段传递验证与分支判断逻辑规范排查流程，有效解决传统系统仅输出告警结论、缺乏实操指引的问题。