基于事件驱动和有向图搜索的调控远方操作故障诊断方法技术

本发明专利技术涉及一种基于事件驱动和有向图搜索的调控远方操作故障诊断方法，应用在智能变电站，该方法根据智能变电站调控远方操作流程对调控远方操作过程事件进行编码，收集调控远方操作故障知识条目，构建出智能变电站调控远方操作故障诊断知识库；将智能变电站调控远方操作交互逻辑和故障诊断知识库转换为有向图表示；通过对智能变电站调控远方操作事件报文和相关二次设备运行状态报文的监听采集，获取智能变电站调控远方操作事件状态信和相关二次设备运行状态；基于对智能变电站调控远方操作故障事件的发现驱动故障诊断有向图通路搜索，获得智能变电站调控远方操作故障的因果关系链，并最终给出智能变电站调控远方操作故障诊断结果。

Fault Diagnosis Method for Controlling Remote Operations Based on Event Driven and Directed Graph Search

【技术实现步骤摘要】
基于事件驱动和有向图搜索的调控远方操作故障诊断方法
本专利技术属于电力系统自动化领域，应用于智能变电站，特别涉及基于事件驱动和有向图搜索的调控远方操作故障诊断方法。
技术介绍
智能变电站调控远方操作包括调度自动化系统主站(调控主站)与智能变电站远动机之间的104协议交互环节、智能变电站远动机与测控装置之间的MMS协议交互环节、测控装置与智能终端之间的GOOSE协议交互环节，智能变电站调控远方操作故障分析排查，须要对各协议交互环节报文进行收集分析：(1)104协议交互环节：收集调度自动化系统主站保存的历史104协议报文；(2)MMS、GOOSE协议交互环节：收集智能变电站网络报文记录及分析装置保存的历史MMS、GOOSE协议报文；(3)按时间段、报文类型、控制对象对收集到的报文进行过滤，逐一对报文进行解析，还原调控远方操作的全过程。以上报文收集分析工作量大、过程繁琐复杂、效率低下，难以实现快速准确定位智能变电站调控远方操作故障。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于事件驱动和有向图搜索的调控远方操作故障诊断方法，建立了智能变电站调控远方操作故障诊断知识库和有向图，实现了智能变电站调控远方操作故障多粒度诊断，提高了智能变电站调控远方操作故障定位的快速性和精确度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于事件驱动和有向图搜索的调控远方操作故障诊断方法，包括：(1)构建智能变电站调控远方操作故障诊断知识库(1.1)对智能变电站调控远方操作过程事件进行编码将智能变电站调控远方操作流程划分为104遥控、MMS遥控、GOOSE跳合闸、GOOSE反馈、GOOSE变位、MMS遥信、104遥信7个环节。对智能变电站调控远方操作过程事件进行编码：用E_req_ij表示选择或执行的请求事件，i＝1,2,3，依次代表104、MMS、GOOSE协议环节；j＝1,2,依次代表选择和执行，用req_ij表示E_req_ij选择或执行的请求环节故障。用E_res_ij表示选择或执行的响应事件，i＝1,2,3，依次代表104、MMS、GOOSE协议环节；j＝1,2,依次代表选择和执行，用res_ij表示E_res_ij选择或执行的响应环节故障。(1.2)收集智能变电站调控远方操作故障知识条目用cau_m_n表示直接导致req_ij和res_ij的故障原因，m的取值包括104、MMS、GOOSE协议名，n的取值为自然数序列。分别枚举导致req_ij和res_ij的故障原因，用如下的数据结构表示：(req_ij,cau_m_n)，(res_ij,cau_m_n)用cau_m_n_x表示导致cau_m_n的原因，x的取值为自然数序列，分别枚举导致cau_m_n的原因，用如下的数据结构表示：(cau_m_n,cau_m_n_x)。根据以上知识条目构建出智能变电站调控远方操作故障诊断知识库。(2)将智能变电站调控远方操作交互逻辑和故障诊断知识库用有向图的方式加以表示将智能变电站调控远方操作交互逻辑和故障诊断知识库用有向图的方式加以表示，图中的节点即代表了req_ij、res_ij、cau_m_n、cau_m_n_x，有向弧则代表了节点之间的因果关系。(3)智能变电站调控远方操作过程事件采集与判断(3.1)智能变电站调控远方操作相关的通信协议报文监听通过监听智能变电站调控远方操作相关的通信协议报文，对智能变电站调控远方操作过程事件进行采集。(3.2)对智能变电站调控远方操作过程事件进行判断对于请求事件，存在合法请求、非法请求和请求缺失三种状态，其中非法请求和请求缺失事件即对应req_ij(请求环节故障)；对于响应事件，存在正常响应、否定响应和响应缺失三种状态，其中否定响应和响应缺失事件即对应res_ij(响应环节故障)。(4)智能变电站调控远方操作相关二次设备运行信息采集与判断(4.1)检查站控层控制结果报告(InformationReport)中是否含有LastApplError变量，如果有，则进一步检查访问结果列表(AccessResults)中的附加原因属性(AddCause)，通过检索附加原因列表来获取控制失败原因。(4.2)调控远方操作相关的二次设备运行状态信息采集与调控远方操作相关的二次设备运行状态信息包括装置之间的通信连接状态，装置远方/就地切换把手位置，检修功能压板、控制出口压板、关联遥信压板、同期功能压板、防误闭锁功能压板的投退状态等信息。检索测控装置中包含调控远方操作相关二次设备运行状态信息的数据集(DatSet),检查与之相关的站控层MMS报告(InformationReport)，通过监听此类报告来获取与调控远方操作相关的二次设备运行状态信息；检索智能终端中包含调控远方操作相关二次设备运行状态信息的数据集(DatSet),检查与之相关的过程层GOOSE控制块，通过监听与此类控制块关联的GOOSE报文来获取与调控远方操作相关的二次设备运行状态信息。通过获取与智能变电站调控远方操作相关的二次设备运行信息，判断是否存在导致调控远方操作异常的事件，即对应cau_m_n、cau_m_n_x。(5)基于事件驱动和有向图通路搜索的智能变电站调控远方操作故障诊断用E_req_ij.stval和E_res_ij.stval分别表示req_ij和res_ij是否发生，若发生，则相应的E_req_ij.stval、E_res_ij.stval赋值为1，否则赋值为0；用cau_m_n.stval和cau_m_n_x.stval分别表示cau_m_n和cau_m_n_x是否发生，若发生，则相应的cau_m_n.stval、cau_m_n_x.stval赋值为1，否则赋值为0。当出现res_ij(响应环节故障)事件时，即E_res_ij.stval＝1时，则驱动智能变电站调控远方操作故障诊断有向图通路搜索：找到连接有向图上所有状态值为1的节点的有向通路，该有向通路即表示了智能变电站调控远方操作故障的因果关系链，有向图末端节点即表示智能变电站调控远方操作故障的原因(cau_m_n或cau_m_n_x)。本专利技术可辅助运行维护人员对智能变电站调控远方操作故障进行准确分析诊断，缩短故障排查时间，提高故障处置效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的智能变电站调控远方操作流程图；图2为本专利技术的智能变电站调控远方操作故障诊断有向图；图3为本专利技术的智能变电站调控远方操作相关通信协议报文监听示意图；图4为本专利技术的智能变电站调控远方操作站控层控制结果报告示意图；图5为本专利技术的智能变电站调控远方操作故障诊断流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术一种基于事件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于事件驱动和有向图搜索的调控远方操作故障诊断方法，其特征在于，包括：(1)构建智能变电站调控远方操作故障诊断知识库，如下：(1.1)对智能变电站调控远方操作过程事件进行编码将智能变电站调控远方操作流程划分为104遥控、MMS遥控、GOOSE跳合闸、GOOSE反馈、GOOSE变位、MMS遥信、104遥信7个环节；对智能变电站调控远方操作过程事件进行编码；用E_req_ij表示选择或执行的请求事件，i＝1,2,3，依次代表104、MMS、GOOSE协议环节；j＝1,2,依次代表选择和执行，用req_ij表示E_req_ij选择或执行的请求环节故障；用E_res_ij表示选择或执行的响应事件，i＝1,2,3，依次代表104、MMS、GOOSE协议环节；j＝1,2,依次代表选择和执行，用res_ij表示E_res_ij选择或执行的响应环节故障；(1.2)收集智能变电站调控远方操作故障知识条目用cau_m_n表示直接导致req_ij和res_ij的故障原因，m的取值包括104、MMS、GOOSE协议名，n的取值为自然数序列；分别枚举导致req_ij和res_ij的故障原因，用如下的数据结构表示：(req_ij,cau_m_n)，(res_ij,cau_m_n)；用cau_m_n_x表示导致cau_m_n的原因，x的取值为自然数序列，分别枚举导致cau_m_n的原因，用如下的数据结构表示：(cau_m_n,cau_m_n_x)；根据以上知识条目构建出智能变电站调控远方操作故障诊断知识库；(2)将智能变电站调控远方操作交互逻辑和故障诊断知识库用有向图的方式进行表示，如下：将智能变电站调控远方操作交互逻辑和故障诊断知识库用有向图的方式加以表示，图中的节点即代表了req_ij、res_ij、cau_m_n、cau_m_n_x，有向弧则代表了节点之间的因果关系；(3)智能变电站调控远方操作过程事件采集与判断，如下：(3.1)智能变电站调控远方操作相关的通信协议报文监听通过监听智能变电站调控远方操作相关的通信协议报文，对智能变电站调控远方操作过程事件进行采集；(3.2)对智能变电站调控远方操作过程事件进行判断对于请求事件，存在合法请求、非法请求和请求缺失三种状态，其中非法请求和请求缺失事件即对应请求环节故障req_ij；对于响应事件，存在正常响应、否定响应和响应缺失三种状态，其中否定响应和响应缺失事件即对应响应环节故障res_ij；(4)智能变电站调控远方操作相关二次设备运行信息采集与判断，如下：(4.1)检查站控层控制结果报告InformationReport中是否含有LastApplError变量，如果有，则进一步检查访问结果列表AccessResults中的附加原因属性AddCause，通过检索附加原因列表来获取控制失败原因；(4.2)调控远方操作相关的二次设备运行状态信息采集与调控远方操作相关的二次设备运行状态信息包括装置之间的通信连接状态、装置远方/就地切换把手位置、检修功能压板、控制出口压板、关联遥信压板、同期功能压板和防误闭锁功能压板的投退状态信息；检索测控装置中包含调控远方操作相关二次设备运行状态信息的数据集DatSet,检查与之相关的站控层MMS报告InformationReport，通过监听此类报告来获取与调控远方操作相关的二次设备运行状态信息；检索智能终端中包含调控远方操作相关二次设备运行状态信息的数据集DatSet,检查与之相关的过程层GOOSE控制块，通过监听与此类控制块关联的GOOSE报文来获取与调控远方操作相关的二次设备运行状态信息；通过获取与智能变电站调控远方操作相关的二次设备运行信息，判断是否存在导致调控远方操作异常的事件，即对应cau_m_n、cau_m_n_x；(5)基于事件驱动和有向图通路搜索的智能变电站调控远方操作故障诊断，如下：分别用E_req_ij.stval和E_res_ij.stval来表示req_ij和res_ij是否发生，若发生，则相应的E_req_ij.stval、E_res_ij.stval赋值为1，否则赋值为0；分别用cau_m_n.stval和cau_m_n_x.stval来表示cau_m_n和cau_m_n_x是否发生，若发生，则相应的cau_m_n.stval、cau_m_n_x.stval赋值为1，否则赋值为0；当出现响应环节故障res_ij事件时，即E_res_ij.stval＝1时，则驱动智能变电站调控远方操作故障诊断有向图通路搜索：找到连接有向图上所有状态值为1的节点的有向通路，该有向通路即表示了智能变电站调控远方操作故障的因果关系链，有向图末端节点即表示智能变电站调控远方操作故障原因。...

【技术特征摘要】
1.一种基于事件驱动和有向图搜索的调控远方操作故障诊断方法，其特征在于，包括：(1)构建智能变电站调控远方操作故障诊断知识库，如下：(1.1)对智能变电站调控远方操作过程事件进行编码将智能变电站调控远方操作流程划分为104遥控、MMS遥控、GOOSE跳合闸、GOOSE反馈、GOOSE变位、MMS遥信、104遥信7个环节；对智能变电站调控远方操作过程事件进行编码；用E_req_ij表示选择或执行的请求事件，i＝1,2,3，依次代表104、MMS、GOOSE协议环节；j＝1,2,依次代表选择和执行，用req_ij表示E_req_ij选择或执行的请求环节故障；用E_res_ij表示选择或执行的响应事件，i＝1,2,3，依次代表104、MMS、GOOSE协议环节；j＝1,2,依次代表选择和执行，用res_ij表示E_res_ij选择或执行的响应环节故障；(1.2)收集智能变电站调控远方操作故障知识条目用cau_m_n表示直接导致req_ij和res_ij的故障原因，m的取值包括104、MMS、GOOSE协议名，n的取值为自然数序列；分别枚举导致req_ij和res_ij的故障原因，用如下的数据结构表示：(req_ij,cau_m_n)，(res_ij,cau_m_n)；用cau_m_n_x表示导致cau_m_n的原因，x的取值为自然数序列，分别枚举导致cau_m_n的原因，用如下的数据结构表示：(cau_m_n,cau_m_n_x)；根据以上知识条目构建出智能变电站调控远方操作故障诊断知识库；(2)将智能变电站调控远方操作交互逻辑和故障诊断知识库用有向图的方式进行表示，如下：将智能变电站调控远方操作交互逻辑和故障诊断知识库用有向图的方式加以表示，图中的节点即代表了req_ij、res_ij、cau_m_n、cau_m_n_x，有向弧则代表了节点之间的因果关系；(3)智能变电站调控远方操作过程事件采集与判断，如下：(3.1)智能变电站调控远方操作相关的通信协议报文监听通过监听智能变电站调控远方操作相关的通信协议报文，对智能变电站调控远方操作过程事件进行采集；(3.2)对智能变电站调控远方操作过程事件进行判断对于请求事件，存在合法请求、非法请求和请求缺失三种状态，其中非法请求和请求缺失事件即对应请求环节故障req_ij；对于响应事件，存在...

【专利技术属性】
技术研发人员：施蔚锦，郭建钊，吴灿雄，王惠永，洪志明，陈厚荣，曾朝晖，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司泉州供电公司，国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35