一种基于CNN技术的继电保护定值核对方法及系统与流程

一种基于cnn技术的继电保护定值核对方法及系统
技术领域
1.本发明涉及电力保护维护技术领域，尤其涉及一种基于cnn技术的继电保护定值核对方法及系统。


背景技术：

2.随着国内电力技术高速发展，变电站也日益智能化、自动化，站内设备规模亦日益庞大，相应的测控、保护装置也逐渐增加，这也使得电力企业对变电站的维护工作难度增加，对巡检人员提出了更高的技术要求。
3.其中，保护设备定值巡检工作作为电力维护工作重要部分，其效率及准确率尤为重要。而目前此项工作多为人为手持纸质定值标准清单至变电站内，通过保护设备连接打印机打印得到当前运行定值，再逐一人工进行定值核对工作。
4.目前现有技术存在以下问题：
5.1.定值清单格式多样，识别困难，特别是现在应用广泛的pdf格式定值清单。
6.2.传统人工巡检效率低下；统定值核对工作多为人工手动校核，费时费力，检修工作速度缓慢，效率低下。
7.3.传统人工校核工作准确率待提高；传统巡检方法多为运维工作人员手动逐一巡检，工作繁重，维护人员易疲惫，造成错检、漏检、误检。
8.4.巡检结果不宜管理；传统巡检人工记录校核结果工作繁重，易造成记录内容不全，无法对巡检记录精准分析，不利于多次追溯管理。
9.因此需要研发出一种基于cnn技术的继电保护定值核对方法及系统来解决上述问题。


技术实现要素：

10.本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种基于cnn技术的继电保护定值核对方法。
11.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
12.一种基于cnn技术的继电保护定值核对方法，包括以下步骤：
13.s1、导入scd配置文件、标准定值清单文件；
14.s2、解析scd配置文件，解析标准定值清单，获取待比对数据，关联定值项名称，建立比对模型
‘
定值项名称 定值内容’；
15.s3、通信获取设备当前运行定值，标准定值清单内容识别获取标准定值，根据比对模型进行定值内容核对，输出核对结果。
16.进一步地，步骤s1还包括进行scd配置文件版本校核，及检查scd配置文件差异性。
17.具体地，标准定值清单文件的格式包括word、excel、csv、txt、pdf。
18.具体地，步骤s1还包括对pdf格式的标准定值清单文件进行基于cnn的文字识别。
19.具体地，基于cnn的文字识别包括以下步骤：
20.a1：网络搭建；选择lenent模型，在lenent模型上增加隐含层，包括卷积层和池化层，使用脚本进行绘制；
21.a2：模型训练；网络模型训练数据流程依次为生成文件名，存储数据、读取数据，产生样本、多线程操作、样本出队；
22.a3：模型性能评估；根据生成的数据集作为检验模型性能的测试集，计算模型的准确率，直至训练精度达到96.2％及以上；
23.a4：文字预测；编写好预测代码，将待识别的pdf格式定值清单导入进内存进行逐一识别。
24.具体地，关联定值项名称包括以下步骤：
25.b1：将定值项名称数字规范化；
26.b2：将定值项名称切分，并根据字符串的一致性检索，确认两者的字符内容重复度，当字符串内容重复度达到100％时，则确认为同一定值项。
27.具体地，定值内容核对包括以下步骤：
28.c1：将解析获得的设备标准定值清单以
‘
定值项名称 定值内容’进行储存；
29.c2：将通过mms通信获取得到的设备当前运行定值以
‘
定值项名称 定值内容’进行储存；
30.c3：通过定值项名称规范化将标准定值与当前运行定值进行匹配关联，建立关联模型；
31.c4：通过定值项名称关联模型，对定值项名称两侧数据进行一致性比对，及标准定值与设备当前运行定值进行校核比对；
32.c5：输出定值比对结果，一致以绿色标准显示，如不一致则标红突出显示。
33.一种基于cnn技术的继电保护定值核对系统，包括：
34.用于导入scd配置文件、标准定值清单文件的数据获取模块；
35.用于解析scd配置文件，解析标准定值清单，获取待比对数据，关联定值项名称，建立比对模型
‘
定值项名称 定值内容’的数据处理模块；
36.用于通信获取设备当前运行定值，标准定值清单内容识别获取标准定值，根据比对模型进行定值内容核对，输出核对结果的定值自动核对模块。
37.本发明的有益效果在于：
38.本技术与现有技术相比，基于对scd文件已描述站内所有ied设备的信息，通过解析scd文件获取装置名称、描述、通信地址等，建立基本的通讯网络及健全的获取模块，再通过比对分析，高效的完成巡检维护工作；同时，针对pdf格式的定值清单，可准确快速识别；采用本技术的方法代替了传统人工巡检，取代了纸质化，避免了传统手写记录易错、漏、误的问题，同时此系统操作使用简单，巡检效率高；本系统导出的巡检报告内容齐全，方便进行追溯管理。
附图说明
39.图1为基于cnn技术的继电保护定值核对系统结构框图；
40.图2为基于cnn技术的继电保护定值核对系统执行流程图；
41.图3为基于cnn技术的定值清单识别方法流程图；
42.图4为定值项名称关联匹配流程图。
具体实施方式
43.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
44.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
46.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
50.如图2所示，一种基于cnn技术的继电保护定值核对方法，包括以下步骤：
51.s1、导入scd配置文件、标准定值清单文件；进行scd配置文件版本校核，及检查scd配置文件差异性；
52.s2、解析scd配置文件，解析标准定值清单，获取待比对数据，关联定值项名称，建立比对模型
‘
定值项名称 定值内容’；
53.s3、通信获取设备当前运行定值，标准定值清单内容识别获取标准定值，根据比对模型进行定值内容核对，输出核对结果。
54.在导入标准定值清单的格式上，通用性很强，支持多种格式，标准定值清单文件的格式包括word、excel、csv、txt、pdf等格式。需要针对pdf格式的标准定值清单文件进行基于cnn的文字识别。
55.如图3所示，基于cnn的文字识别包括以下步骤：
56.a1：网络搭建；选择lenent模型，在lenent模型上增加隐含层，包括卷积层和池化层，使用draw_net.py脚本进行绘制；通过卷积核以及池化层自动生成特征，避免了人为特
征提取的不稳定性及盲点，同时，利用权值共享的方式，降低了网络的维度，也加快了训练网络的效率；
57.a2：模型训练；卷积网络输入输出间没有明确的数学表达式，而是通过已知模式对卷积网络进行训练；网络模型训练数据流程依次为生成文件名，存储数据、读取数据，产生样本、多线程操作、样本出队；
58.a3：模型性能评估；根据生成的数据集作为检验模型性能的测试集，计算模型的准确率，直至训练精度达到96.2％及以上；
59.a4：文字预测；编写好预测代码，将待识别的pdf格式定值清单导入进内存进行逐一识别。
60.步骤s2中，关联定值项名称包括以下步骤：
61.b1：将定值项名称数字规范化，如图4所示，
‘ⅲ’
规范为
‘3’
；
62.b2：将定值项名称切分，如图4所示，
‘
零序过流3段时间’切分为字符串
‘
零序、过流、3段、时间’，
‘
3段零序过流时间’切分为字符串
‘
3段、零序、过流、时间’，根据字符串的一致性检索，确认两者的字符内容重复度，当字符串内容重复度达到100％时，则确认为同一定值项。
63.步骤s3中，定值内容核对包括以下步骤：
64.c1：将解析获得的设备标准定值清单以
‘
定值项名称 定值内容’进行储存；
65.c2：将通过mms通信获取得到的设备当前运行定值以
‘
定值项名称 定值内容’进行储存；
66.c3：通过定值项名称规范化将标准定值与当前运行定值进行匹配关联，建立关联模型；
67.c4：通过定值项名称关联模型，对定值项名称两侧数据进行一致性比对，及标准定值与设备当前运行定值进行校核比对；
68.c5：输出定值比对结果，一致以绿色标准显示，如不一致则标红突出显示。
69.如图1所示，一种基于cnn技术的继电保护定值核对系统，包括：
70.用于导入scd配置文件、标准定值清单文件的数据获取模块；
71.用于解析scd配置文件，解析标准定值清单，获取待比对数据，关联定值项名称，建立比对模型
‘
定值项名称 定值内容’的数据处理模块；
72.用于通信获取设备当前运行定值，标准定值清单内容识别获取标准定值，根据比对模型进行定值内容核对，输出核对结果的定值自动核对模块。
73.数据获取模块、数据处理模块、定值自动核对模块依次连接。
74.系统通过导入scd配置文件，通过解析关联，解析出站内各个保护装置名称、描述、通信地址等；系统再导入标准定值清单文件，基于cnn(convolutional neural networks，卷积神经网络)技术识别不同格式的定值清单；将scd文件中各待核对定值项和定值清单中定值项进行一一匹配关联，再通过装置通信地址进行通信召唤，获取设备当前定值，通过自动比对模块，对各个装置定值进行校核，形成巡检报告。便携式继电保护定值核对系统对巡检结果一致和不一致进行突出显示，系统还包括打印模块，用于打印出巡检纸质报告，方便分析保存。
75.上述数据获取模块主要包括以下两部分：
76.a.继电保护装置标准整定值获取部分，此部分对系统通过文件导入解析方法获取，具体为通过导入定值标准清单，获取继电保护装置名称、继电保护装置各定值项名称、继电保护装置各定值项对应定值内容。
77.b.继电保护装置当前运行定值获取部分，此部分涉及的便携式继电保护定值核对系统通过mms通信获取设备当前运行定值。
78.需要说明的是，便携式继电保护定值核对系统可支持标准定值单格式有word、excel、csv、txt、pdf等格式，且具有自动记忆功能。
79.需要说明的是，上述基于cnn技术的继电保护定值核对系统与站内继电保护装置mms通信时，其ip地址为通过解析scd文件所得；并且，在解析scd文件获取装置ip地址的同时，可得到装置相应的配置文件，如装置名称、装置描述、定值项名称、定值项内容数据等。
80.需说明的是，系统解析scd配置文件模块先进性体现为可视性管理，具体可解析出全站ie设备装置名称、装置描述及mms通信ip地址，解析出一一排列到界面上显示。
81.系统先采用定值项名称规范化规则进行定值项名称规范，再进行一一匹配。定值项名称规范主要为几种类型，如罗马数字规范为阿拉伯数字(
‘ⅳⅲⅱⅰ’
规范为
‘
4321’)，定值项描述简单化(
‘
三项重合闸、单项重合闸’规范为
‘
三重、单重’)，定值项描述切分，如
‘
接地距离ⅱ段定值’和
‘ⅱ
段接地距离定值’都可切分为
‘
接地距离
’‘ⅱ
段
’‘
定值’；
‘ⅱ
段接地距离定值’，这两个描述所切分的字符段一致，则代表为同一定值项。
82.在一些实施例中，基于cnn技术的继电保护定值核对系统包括中央处理单元，数据处理模块、定值自动核对模块为中央处理单元的各功能单元。
83.中央处理单元的数据输入端所导入的标准定值清单与scd文件的解析；
84.中央处理单元基于定值项匹配关联规则进行定值内容的校核；
85.中央处理单元的数据输出端则输出定值核对报告，包括校核结果记录，如定值校核总数、定值数校核率、定值一致率、定值缺失率等，将不一致的定值以标突出显示，最终将校核结果以pdf格式显示储存。
86.本技术还具备以下优势：
87.1.大大减少变电站巡检维护时间及人力成本，具体为新型变电站继电保护巡检系统勿需人为抄得设备实际值
88.2.提高巡检维护准确率，具体为新型变电站继电保护巡检系统全程无纸化，避免人为手动比对造成误检
89.3.具有scd文件比对功能，可实现scd文件实时更新
90.4.自动生成巡检报告，报告齐全，覆盖面广，便于追溯分析，方便保存，利于后期维护改进。
91.以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，因此任何对本发明进行修改或等同替换而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。