智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法及系统，其特征在于，包括以下步骤：1)根据智能变电站配置描述文件，提取各智能电子设备的虚连接关系；2)根据智能变电站设计方案、各智能电子设备的能力描述文件以及提取的虚连接关系，得到智能电子设备的虚端子对组合；3)根据智能电子设备的虚端子对组合和同类智能电子设备的历史虚连接数据，得到每一智能电子设备的最大编辑距离相似度；4)根据每一最大编辑距离相似度，得到每一最大编辑距离相似度对应的智能电子设备的虚端子对，进而匹配得到每一智能电子设备的虚连接，本发明专利技术可以广泛应用于智能变电站技术领域中。

【技术实现步骤摘要】
智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法及系统
本专利技术是关于一种智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法及系统，属于智能变电站

技术介绍
传统变电站通过从端子到端子的电缆连接实现保护装置之间的配合以及保护信号的出口，与传统变电站不同，智能变电站通过面向通用对象的变电站事件(GenericObjectOrientedSubstationEvent，GOOSE)、釆样值(SampledValue，SV)等网络，形成各设备的虚端子，并通过虚端子的相互连接，完成设备间的信息传递。目前主要采用虚端子表来描述智能变电站内各设备之间的虚端子连接，而现有虚端子表主要依靠人工完成，设计人员根据厂家提供的智能电子设备(IED)能力描述文件(IEDCapabilityDescription)得到设备的虚端子，然后通过手动方式产生虚端子表文件中的各虚连接。然而，这种设计方式存在工作量大、效率低且容易出错的问题。此外，当智能变电站需要进行调试或改扩建时，变更变电站模型文件会导致相关的虚连接全部被删除，设计人员需要重新关联虚端子，这会增加大量的重复性劳动。因此，需要研究虚端子自动连接方法，以便提高虚端子表设计的智能化程度以及设计的工作效率。目前，中国虚端子连接的研究主要集中在开发智能变电站辅助设计工具上，现有技术通过辅助设计工具已经实现了虚端子的可视化，并在一定程度上提高了设计效率，但是这些辅助设计工具本质上还是通过设计人员手动完成虚端子的连接，实际效率的提升有限。现有技术还提出了基于关键字符匹配原理实现虚端子自动关联的方法，但其关键字符的选取还是需要通过人工观察完成，主观性较强，且通用性较差。基于此，另有现有技术考虑了不同厂商设计虚端子的格式差异，提出通过规范虚端子格式，进而通过关键字编码实现虚端子表自动生成的方法，但该方法要求虚端子描述与虚端子数据属性严格对应，与当前设备生产商的虚端子设计现状不符合。简而言之，现有虚端子连接的方法主要包括以下问题：1)人工连接虚端子的效率较低且时间长。根据已有的经验，一座中等规模的智能变电站的虚端子连接工作，通常需要花费设计人员一周的时间。当智能变电站需要进行调试或改扩建时，变更变电站模型文件会导致相关的虚连接全部被删除，设计人员需要重新关联虚端子，增加大量重复性劳动。2)人工连接虚端子存在一定程度的错误。由于人工完成虚端子连接会受到设计人员疲惫和技能熟练度的影响，连接过程中可能会存在错误，后期需要花费较多人力物力于智能变电站现场调试中。3)当前提出的基于关键字符的自动连接方法，需要通过人提供关键字，主观性高，且由于智能变电站通信规约对虚端子实现细节保留了一定的自由度，而变电站设备生产厂家不一，实际同样的虚端子可能会有不同的表示，因此，单纯采用关键字符匹配会有通用性差的缺陷。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种效率高、错误率低且通用性高的智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法及系统。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：根据智能变电站配置描述文件，提取各智能电子设备的虚连接关系；步骤2)：根据智能变电站设计方案、各智能电子设备的能力描述文件以及提取的虚连接关系，得到智能电子设备的虚端子对组合；步骤3)：根据智能电子设备的虚端子对组合和同类智能电子设备的历史虚连接数据，得到每一智能电子设备的最大编辑距离相似度；步骤4)：根据每一最大编辑距离相似度，得到每一最大编辑距离相似度对应的智能电子设备的虚端子对，进而匹配得到每一智能电子设备的虚连接。进一步地，在匹配得到每一智能电子设备的虚连接之前，确定得到的每一最大编辑距离相似度对应的智能电子设备的虚端子对均满足匹配可信度检验。进一步地，所述步骤2)中根据智能变电站设计方案、各智能电子设备的能力描述文件以及提取的虚连接关系，得到智能电子设备的虚端子对组合，具体为：步骤2.1)：根据智能变电站设计方案、各智能电子设备的能力描述文件以及提取的虚连接关系，得到各智能电子设备的输入虚端子以及与之相连的智能电子设备的输出虚端子，分别定义为：其中，Ti为各智能电子设备的输入虚端子，To为各智能电子设备的输出虚端子，m为智能电子设备的输入虚端子的个数，n为智能电子设备的输出虚端子的个数，为智能电子设备m的输入虚端子，为智能电子设备n的输出虚端子；步骤2.2)：对于智能变电站内任意一个智能电子设备k的输入虚端子均对应n种输出虚端子输入虚端子和输出虚端子对应的虚连接向量为则智能电子设备的虚端子对组合TPendingSet：其中，虚连接为虚连接Lk中输入虚端子的5个属性，为虚连接Lk中输出虚端子的5个属性。进一步地，所述步骤3)中根据智能电子设备的虚端子对组合和同类智能电子设备的历史虚连接数据，得到每一智能电子设备的最大编辑距离相似度，具体为：步骤3.1)：获取各智能电子设备的同类智能电子设备的历史虚连接数据；步骤3.2)：根据获取的同类智能电子设备的历史虚连接数据，构建距离权重向量优化模型；步骤3.3)：采用粒子群算法，求解距离权重向量优化模型，得到各智能电子设备的同类智能电子设备的距离权重向量；步骤3.4)：根据智能电子设备的虚端子对组合、同类智能电子设备的历史虚连接数据以及同类智能电子设备的距离权重向量，得到每一智能电子设备的最大编辑距离相似度。进一步地，所述步骤3.2)中根据获取的同类智能电子设备的历史虚连接数据，构建距离权重向量优化模型，具体为：对于待匹配的智能变电站内某一智能电子设备，将现有的同类智能电子设备的历史虚连接数据分为训练集和匹配集则匹配集其中，Lp为匹配集的第p个虚连接，M为匹配集中的虚端子对的总数；训练集内第i(1≤i≤N)个虚连接Li和第j(1≤i≤N)个虚连接Lj的编辑距离为di，j，则di，j：其中，W为该同类智能电子设备的距离权重向量，W＝[w1，w2，…，w10]T，且wi为属性对应的权值，d(Li，Lj)为虚连接Li与虚连接Lj之间的编辑距离，指由虚连接Li转换成虚连接Lj所需的最少编辑操作次数；为虚连接Li中输入虚端子的属性与虚连接Lj中输入虚端子的属性之间的编辑距离；因此，该同类智能电子设备的虚连接的编辑距离矩阵D：构建距离权重向量优化模型，使得所求的距离权重向量W的目标函数G(W)满足距离权重向量优化模型：MaxG(W)=Σdi,ji，j=1，2，…，N其中，G(W)为距离权重向量W的目标函数。进一步地，所述步骤3.4)中根据智能电子设备的虚端子对组合、同类智能电子设备的历史虚连接数据以及同类智能电子设备的距离权重向量，得到每一智能电子设备的最大编辑距离相似度，具体为：分别将智能电子设备的虚端子对组合中每一虚连接向量与对应同类智能电子设备的历史虚连接数据中匹配集的各虚连接进行两两对比，得到智能电子设备的虚端子对组合中每一虚连接向量与对应历史虚连接数据之间的最大编辑距离相似度s(Lki′，Lp′)其中，s(Lki′，Lp′)为某一智能电子设备的虚连接Lki′与对应同类智能电子设备的历史虚连接数据中匹配集的虚连接Lp′的最大编辑距离相似度，Lki′为编辑距离相似度最大时虚连接向量对应的第i′个虚连接，Lp本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：根据智能变电站配置描述文件，提取各智能电子设备的虚连接关系；步骤2)：根据智能变电站设计方案、各智能电子设备的能力描述文件以及提取的虚连接关系，得到智能电子设备的虚端子对组合；步骤3)：根据智能电子设备的虚端子对组合和同类智能电子设备的历史虚连接数据，得到每一智能电子设备的最大编辑距离相似度；步骤4)：根据每一最大编辑距离相似度，得到每一最大编辑距离相似度对应的智能电子设备的虚端子对，进而匹配得到每一智能电子设备的虚连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：根据智能变电站配置描述文件，提取各智能电子设备的虚连接关系；步骤2)：根据智能变电站设计方案、各智能电子设备的能力描述文件以及提取的虚连接关系，得到智能电子设备的虚端子对组合；步骤3)：根据智能电子设备的虚端子对组合和同类智能电子设备的历史虚连接数据，得到每一智能电子设备的最大编辑距离相似度；步骤4)：根据每一最大编辑距离相似度，得到每一最大编辑距离相似度对应的智能电子设备的虚端子对，进而匹配得到每一智能电子设备的虚连接。2.如权利要求1所述的一种智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法，其特征在于，在匹配得到每一智能电子设备的虚连接之前，确定得到的每一最大编辑距离相似度对应的智能电子设备的虚端子对均满足匹配可信度检验。3.如权利要求1所述的一种智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法，其特征在于，所述步骤2)中根据智能变电站设计方案、各智能电子设备的能力描述文件以及提取的虚连接关系，得到智能电子设备的虚端子对组合，具体为：步骤2.1)：根据智能变电站设计方案、各智能电子设备的能力描述文件以及提取的虚连接关系，得到各智能电子设备的输入虚端子以及与之相连的智能电子设备的输出虚端子，分别定义为：其中，Ti为各智能电子设备的输入虚端子，To为各智能电子设备的输出虚端子，m为智能电子设备的输入虚端子的个数，n为智能电子设备的输出虚端子的个数，为智能电子设备m的输入虚端子，为智能电子设备n的输出虚端子；步骤2.2)：对于智能变电站内任意一个智能电子设备k的输入虚端子均对应n种输出虚端子输入虚端子和输出虚端子对应的虚连接向量为则智能电子设备的虚端子对组合TPendingSet：其中，虚连接为虚连接Lk中输入虚端子的5个属性，为虚连接Lk中输出虚端子的5个属性。4.如权利要求3所述的一种智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法，其特征在于，所述步骤3)中根据智能电子设备的虚端子对组合和同类智能电子设备的历史虚连接数据，得到每一智能电子设备的最大编辑距离相似度，具体为：步骤3.1)：获取各智能电子设备的同类智能电子设备的历史虚连接数据；步骤3.2)：根据获取的同类智能电子设备的历史虚连接数据，构建距离权重向量优化模型；步骤3.3)：采用粒子群算法，求解距离权重向量优化模型，得到各智能电子设备的同类智能电子设备的距离权重向量；步骤3.4)：根据智能电子设备的虚端子对组合、同类智能电子设备的历史虚连接数据以及同类智能电子设备的距离权重向量，得到每一智能电子设备的最大编辑距离相似度。5.如权利要求4所述的一种智能变电站二次侧设备间虚端子的自动连接方法，其特征在于，所述步骤3.2)中根据获取的同类智能电子设备的历史虚连接数据，构建距离权重向量优化模型，具体为：对于待匹配的智能变电站内某一智能电子设备，将现有的同类智能电子设备的历史虚连接数据分为训练集和匹配集则匹配集其中，Lp为匹配集的第p个虚连接，M为匹配集中的虚端子对的总数；训练集内第i(1≤i≤N)个虚连接Li和第j(1≤i≤N)个虚连接Lj的编辑距离为di，j，则di，j：其中，W为该同类智能电子设备的距离权重向量，W＝[w1，w2，…，w10]T，且wi为属性对应的权值...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩柳，宋璇坤，肖智宏，张锐，胡炎，吴聪颖，赵娜，王文琪，谷松林，刘鹏，冯腾，娄悦，刘文轩，赵智成，丁继为，李妍，孟凡斌，陈晨，樊庆玲，董平先，江祖铭，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网经济技术研究院有限公司，上海交通大学，中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，河南经纬电力设计咨询有限公司，国网江苏省电力公司经济技术研究院，国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11