一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法及装置与流程

1.本发明涉及电力系统维护领域，更具体地，涉及一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法及装置。


背景技术：

2.目前，新一代集控站设备监控系统通常采用分区架构，以设备为核心实现构建，能够结合大数据、物联网、人工智能、可视化等新技术，在数据感知、信息传输、全局共享及智能应用上，建设“集控站 无人值守变电站 设备主人制”的变电运维新模式，从而实现了主辅设备远方一体化监视和控制，设备状态智能分析和故障预警，远程在线智能巡视，设备全寿命周期管理。
3.现有技术中，新一代集控站可以与自主可控变电站一体化融合，充分继承现有调度主站、变电站及相关系统建设经验和成果。其中，一套集控站系统能够接入50个以上的变电站，并对较大数量的变电站进行集控。
4.然而，由于每个变电站中都存在大量间隔。而变电站间隔作为变电站的重要组成部分，包含超高(或高)电压开关装置和电力线、电力变压器等与变电站母线系统的连接，以及电力线、电力变压器等的保护、控制和测量装置。因此，为了实现对变电站的有效集控，就需要对于每一间隔中的所有设备进行间隔拓扑图的绘制。同时，由于每个间隔下还包括大量的测点信息，这些测点信息也需要实现人工关联。
5.传统方式中，实现间隔拓扑图的绘制和测点信息的关联需要大量的人工操作，这不仅会导致大量的人工维护成本，给监控人员的工作造成极大负担，同时也由于人工操作的不可控性会引入错误，且错误的隐蔽性较强。
6.需要注意的是，由于电网的冗余结构设计，大量的间隔拓扑图之间存在完全一致的情况。镜像间隔之间不仅拓扑图的结构完全一致，模型关联、设备名称、设备对应的光字牌等信息之间也存在大量相似或相同的情况。经过初步分析发现，这种重复的情况在变电站拓扑图中约占40％左右。
7.为了解决上述问题，亟需一种大幅降低人工操作工作量、且提供自动化程度和准确性的镜像间隔生成方法。


技术实现要素：

8.为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法和装置，基于两个镜像间隔之间设备名称、测点名称等语义内容的相似程度实现辨识和间隔拓扑图的自动生成。
9.本发明采用如下的技术方案。
10.本发明第一方面，涉及一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法，其中，方法包括以下步骤：步骤1，基于变电站中设备和测点的模型信息生成系统库，并基于系统库生成原始间隔的拓扑图；步骤2，从系统库中提取与原始间隔对应的镜像间隔，并基于原
始间隔的拓扑图生成所述镜像间隔的拓扑图。
11.优选的，原始间隔的拓扑图中包括原始间隔下所有设备的设备id、设备名称，所有测点的测点id和测点名称，所有设备、所有测点中任意两者之间的连接关系；方法用于采用xml方式解析并获取所有设备的设备id、设备名称，所有测点的测点id和测点名称，所有设备、所有测点中任意两者之间的连接关系。
12.优选的，原始间隔的拓扑图的生成方式也可以为：输入原始间隔的拓扑图的存储路径，并从存储路径中获取并解析拓扑图文件。
13.优选的，从系统库中提取与原始间隔对应的镜像间隔的方法为：对原始间隔的拓扑图中的测点名称和设备名称在系统库中进行溯源；基于溯源，人工提取与原始间隔相对应的所有的测点名称和设备名称，并基于语义辨识确认人工提取的测点和设备与原始间隔中测点和设备的对应关系；基于对应关系，获得镜像间隔的拓扑机构；其中，镜像间隔与原始间隔具有完全相同的拓扑结构。
14.优选的，镜像间隔的拓扑图的生成方法为：步骤2.1，获取原始间隔下的所有设备名称和镜像间隔下的已存储于系统库中的所有设备名称；步骤2.2，将所有设备名称中存在的间隔前缀删除，并逐个识别原始间隔下的所有设备名称和镜像间隔下的所有设备名称，将名称完全一致的镜像间隔下的设备判定为原始间隔下的设备的镜像；步骤2.3，剔除判定成功的设备，对剩余的设备进行基于设备名称的相似度语义辨识，基于相似度语义辨识实现所有设备的镜像辨识；步骤2.4，采用步骤2.1至步骤2.3中的方法对原始间隔下的所有测点名称和镜像间隔下的所有测点名称进行镜像辨识；步骤2.5，复制原始间隔的拓扑图以生成镜像间隔的拓扑图，并将镜像辨识步骤中获取的所有设备和测点，所有的连接关系填入镜像间隔的拓扑图中。
15.优选的，步骤2.3中，相似度辨识的方法为：获取删除间隔前缀的原始间隔下的设备名称、测点名称和删除间隔前缀的所述镜像间隔下的设备名称、测点名称；以其中字符串长度较长的名称为基准，逐个字符进行识别，并获取重复字符总长度；相似度为所述重复字符的长度与长度较长的字符串长度之比。
16.优选的，基于相似度的取值，为镜像间隔下的设备名称和测点名称分配相似度等级。
17.优选的，设备名称和测点名称列表中的颜色基于相似度等级显示。
18.本发明第二方面，涉及一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成装置，其中，装置基于本发明第一方面中所述的一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法实现。
19.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法和装置，能够采用两个镜像间隔之间设备名称、测点名称等语义内容的相似程度实现间隔拓扑图的自动生成。本发明方法使用简单、避免了运维人员大量人工操作导致的繁冗工作量和隐蔽错误，大幅提高了间隔拓扑图的生成效率和准确性。
附图说明
20.图1为本发明一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法的步骤流程示意图；
21.图2为本发明一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法中设备名称和测点名称列表的示意图；
22.图3为本发明一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法中相似度等级分配的示意图；
23.图4为本发明一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法中原始间隔的间隔拓扑图；
24.图5为本发明一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法中镜像间隔的间隔拓扑图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
26.图1为本发明一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法的步骤流程示意图。如图1所示，一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法，其中，方法包括步骤1和步骤2。
27.步骤1，基于变电站中设备和测点的模型信息生成系统库，并基于系统库生成原始间隔的拓扑图。
28.具体来说，本发明中的系统库可以是一个用于存储集控系统模型信息的数据库。这里的模型信息包括变电站中所有设备和测点的id、名称、描述、任意两者之间的关联关系。
29.本发明一实施例中，可以基于变电站的模型信息生成一个系统库，该系统库中需要包括用于生成原始间隔和镜像间隔拓扑图的相应信息，例如该系统库中可以包括所有变电站间隔设备和测点的id号、设备名称、测点名称、设备与设备之间的连接关系、测点与测点之间的连接关系，或者是某个测点与某个设备之间的连接关系等。这些信息可以是通过读取变电站中相应控制系统的信息得到的。需要说明的是，这里的连接关系，既可以是两个设备之间部署的实际地理位置关系，也可以是实际实现数据传输过程中网络连接拓扑的上行、下行关系。测点则可以被记载为位于哪个实际位置或线路上，这个实际位置上有什么设备，这条线路两端的设备分别是什么等等。
30.优选的，原始间隔的拓扑图中包括原始间隔下所有设备的设备id、设备名称，所有测点的测点id和测点名称，所有设备、所有测点中任意两者之间的连接关系；方法用于采用xml方式解析所有设备的设备id、设备名称，所有测点的测点id和测点名称，所有设备、所述所有测点中任意两者之间的连接关系。
31.本发明一实施例中，可以根据这一系统库生成原始间隔的拓扑图，并以该拓扑图为参考生成镜像间隔的拓扑图。生成原始间隔的拓扑图的过程可以是通过人工方式实现的。例如，运维人员可以根据系统库中的信息，手动的生成相应的拓扑图结构，并为拓扑图分配相应的设备名称。
32.上述过程可以是异地实现的，因此，本发明中，也可以通过方法所采用的软件导入上述已经实现生成的原始间隔的拓扑图。
33.优选的，原始间隔的拓扑图的生成方式也可以为：输入原始间隔的拓扑图的存储
路径，并从存储路径中获取并解析拓扑图文件。
34.本发明一实施例中，可以采用四方继保的csgc3000/nccs系统的14412版本和金仓数据库的7.12版本作为集控站监控系统的数据库系统，实现本发明中的功能。
35.因此，可以通过系统工具导入已经生成好的间隔拓扑图的存储路径，然后对间隔下的设备和测点信息进行相应的解析。
36.步骤2，从系统库中提取与原始间隔对应的镜像间隔，并基于原始间隔的拓扑图生成镜像间隔的拓扑图。
37.本发明中，根据解析得到的原始间隔的间隔拓扑图后，还可以从系统库中提取与上述信息相关的镜像间隔。本发明中，可以设置镜像间隔，并通过软件工具自动获取镜像间隔下的设备和测点信息。
38.优选的，从系统库中提取与所述原始间隔对应的镜像间隔的方法为：对原始间隔的拓扑图中的测点名称和设备名称在系统库中进行溯源；基于溯源，人工提取与原始间隔相对应的所有的测点名称和设备名称，并基于语义辨识确认人工提取的测点和设备与原始间隔中测点和设备的对应关系；基于对应关系，获得镜像间隔的拓扑机构；其中，镜像间隔与原始间隔具有完全相同的拓扑结构。本发明一实施例中，可以从系统库中根据设备和测点的相关信息来寻找到与原始间隔相对应的镜像间隔信息。同时，可以从系统库中提取与上述信息相关的镜像设备。
39.优选的，镜像间隔的拓扑图的生成方法为：步骤2.1，获取原始间隔下的所有设备名称和镜像间隔下的已存储于系统库中的所有设备名称；步骤2.2，将所有设备名称中存在的间隔前缀删除，并逐个识别原始间隔下的所有设备名称和镜像间隔下的所有设备名称，将名称完全一致的镜像间隔下的设备判定为原始间隔下的设备的镜像；步骤2.3，剔除判定成功的设备，对剩余的设备进行基于设备名称的相似度语义辨识，基于相似度语义辨识实现所有设备的镜像辨识；步骤2.4，采用步骤2.1至步骤2.3中的方法对原始间隔下的所有测点名称和镜像间隔下的所有测点名称进行镜像辨识；步骤2.5，复制原始间隔的拓扑图以生成镜像间隔的拓扑图，并将镜像辨识步骤中获取的所有设备和所有测点，所有的连接关系填入镜像间隔的拓扑图中。
40.这里具体填入的内容可以包括设备名称、测点名称，连接关系等。
41.本发明中，可以分别对于设备和测点进行比对和匹配。对于设备来说，设备名称中可能存在相同的重复前缀，例如，当原始间隔与镜像间隔都是1号变压器上的间隔时，则所有设备或部分设备的名称前缀可能会根据人工的命名规则而包含类似于“1号变压器”的前缀。另一例子中，当间隔为母线间隔时，也可能包括类似于“110kvi母”等的前缀。在本发明中，可以将这些前缀名称删除。
42.寻找这些间隔的方法可以为，对多个同一间隔下的所有设备的名称进行比较，寻找相同内容，就是本发明中所述的间隔前缀了。将所有设备名称中的间隔前缀删除后，再进行比对。
43.在比对的过程中，首先可以将名称完全相同的设备逐个对比，实现镜像匹配。随后，由于系统建设过程中，为设备命名是人工实现的，因此可能会出现名称命名不一致的问题。针对上述问题，在完成完全相同的比对后，还可以进行相似度辨识。
44.优选的，步骤2.3中，相似度辨识的方法为：获取删除间隔前缀的原始间隔下的设
备名称、测点名称和删除间隔前缀的镜像间隔下的设备名称、测点名称；以其中字符串长度较长的名称为基准，逐个字符进行识别，并获取重复字符总长度；相似度为重复字符的长度与长度较长的字符串长度之比。
45.本发明的方法中，进行相似度辨识的方法，考虑到在手动填写设备名称时，某个字符错写的问题，因此，可以以较长的一个设备名称为比照方，用另一个设备名称进行依次逐个字符的比较，从而得到相似度数据。
46.相似度也就是相同的字符长度与总字符长度的比。通过这种比较，可以将相似的设备名称筛选出来，实现对于镜像设备的匹配。为了防止对于过于相似、但实质不同的设备之间的关联混淆，本发明方法中，是优先去除本间隔下的名称的共性字符串，再进行比对，如原间隔下的“472断路器”、“4726刀闸”、“47261地刀”和镜像间隔的“462断路器”、“4626刀闸”、“46261地刀”，分别去除“472”和“462”，再比对设备名称“断路器”、“6刀闸”、“61地刀”。
47.通过这种比较方式，无论前述人工命名过程中，出现了怎样的不规范的命名方式，均可以实现镜像设备的正确寻找。
48.通过上文的方法实现设备名称的比对后，还可以采用完全相同的方法实现对测点名称的比对。最后，将匹配的结果输入至新的镜像间隔拓扑图中，就完成了对镜像间隔的拓扑图的生成了。
49.优选的，基于相似度的取值，为镜像间隔下的设备名称和测点名称分配相似度等级。
50.本发明生成的设备名称和测点名称的列表中，为了非常直观的得到各个设备名称、测点名称与其关联的设备和测点之间的相似度信息，可以采用相似度等级的方式进行分类。
51.优选的，相似度等级基于设备名称和测点名称列表中的颜色显示。图2为本发明一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法中设备名称和测点名称列表的示意图；图3为本发明一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法中相似度等级分配的示意图。如图2、图3所示，根据系统库中的相关信息，可以生成设备名称和测点名称的列表，同时采用上文中的方式实现对于相似度的求解后，就可以采用不同的颜色标注具有不同相似度等级的设备名称和测点名称了。
52.本发明的方法中，在获取到与原始间隔的拓扑信息相匹配的信息后，就可以基于原始间隔，生成一个完全相同的拓扑图。图4为本发明一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法中原始间隔的间隔拓扑图；图5为本发明一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法中镜像间隔的间隔拓扑图。如图4所示，图5中的拓扑图就是复制了图4中的信息生成的完全相同的图示内容。随后，在复制拓扑图后，还可以根据上一个步骤中镜像对应的设备和测点的名称信息，将拓扑图中相应的名称信息进行替换，替换获得的结果就可以为新的拓扑图了。
53.本发明在替换过程中替换了设备名称和连接关系，但是却保留了相同结构下镜像间隔的光字牌信息，这大量的减少了手动输入的工作量，也提高了拓扑图的准确度。
54.本发明第二方面，涉及一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成装置，该装置基于本发明第一方面中的一种基于语义辨识的变电站镜像间隔自动生成方法实现。
55.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中一种基于语义辨识的变电站
镜像间隔自动生成方法和装置，能够采用两个镜像间隔之间设备名称、测点名称等语义内容的相似程度实现间隔拓扑图的自动生成。本发明方法简单、避免了运维人员大量人工操作导致的繁冗工作量和隐蔽错误，大幅提高了间隔拓扑图的生成效率和准确性。
56.本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。