基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法；搜索系統(tǒng)中的無(wú)源區(qū)域，確定故障區(qū)域，得到可疑故障元件集；基于保護(hù)設(shè)備配置模型形成警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列集；計(jì)算子時(shí)間序列假說(shuō)與SCADA系統(tǒng)收到的警報(bào)信息時(shí)間序列的距離，得出時(shí)間序列假說(shuō)置信度和元件故障置信度，識(shí)別故障元件；故障區(qū)域識(shí)別一般在事故平息后進(jìn)行，此時(shí)調(diào)度中心已經(jīng)接收了相關(guān)的完整警報(bào)信息，利用警報(bào)信息中的靜態(tài)時(shí)間序列匹配方式進(jìn)行故障診斷，進(jìn)而對(duì)保護(hù)和斷路器的動(dòng)作行為進(jìn)行評(píng)價(jià)。本發(fā)明利用了警報(bào)信息序列的時(shí)序特征，對(duì)于復(fù)雜故障、相繼故障等情形仍能迅速識(shí)別警報(bào)漏報(bào)/誤報(bào)等情況，正確診斷出故障元件與故障類型，并對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)。
【專利說(shuō)明】基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)安全處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于時(shí)間序列相似性匹配的電 力系統(tǒng)故障診斷方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)故障診斷是指利用電力系統(tǒng)故障過(guò)程中產(chǎn)生的遙測(cè)、遙信和事件順序信 息（SequenceOfEvent,S0E)等，判斷故障元件及故障類型、識(shí)別不正確動(dòng)作的保護(hù)和斷路 器，輔助調(diào)度或運(yùn)行人員處理故障，以縮短事故處理時(shí)間，防止事故擴(kuò)大，加速系統(tǒng)恢復(fù)。經(jīng) 過(guò)30多年的努力，國(guó)內(nèi)外在電力系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域提出了多種方法，主要有專家系統(tǒng)、解 析模型、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、Petri網(wǎng)、粗糙集理論等。
[0003] 雖然在電力系統(tǒng)故障診斷方面已經(jīng)取得了不少理論成果，但尚沒有得到推廣應(yīng)用 的故障診斷軟件系統(tǒng)。一個(gè)主要的原因就是目前尚無(wú)法系統(tǒng)而充分的利用系統(tǒng)故障后的各 種警報(bào)信息，尤其是其時(shí)序特性，這已經(jīng)成為電力系統(tǒng)故障診斷研究領(lǐng)域有待解決的一個(gè) 重要理論問(wèn)題。
[0004] 時(shí)間序列在科學(xué)、工程、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等各個(gè)領(lǐng)域中廣泛存在，每時(shí)每刻都會(huì)有大量 的時(shí)間序列產(chǎn)生。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是上個(gè)世紀(jì)九十年代中后期興起的一門跨學(xué)科的綜合研究 領(lǐng)域，旨在從海量數(shù)據(jù)中提取出潛在的、有價(jià)值的知識(shí)甚至規(guī)律；而作為一種常見而重要的 數(shù)據(jù)類型，時(shí)間序列的數(shù)據(jù)挖掘和分析是目前數(shù)據(jù)挖掘中最具有研究意義的問(wèn)題之一。
[0005] 隨著以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，調(diào)度中心采集到 的故障警報(bào)信息越來(lái)越多?；谌蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS)的全網(wǎng)對(duì)時(shí)的SOE信息包含了統(tǒng)一時(shí) 標(biāo)基準(zhǔn)的警報(bào)時(shí)序信息，形成了較為準(zhǔn)確的時(shí)間序列。如果能有效利用其蘊(yùn)涵的信息，將能 提高故障診斷的準(zhǔn)確性和效率。
[0006] 針對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，本發(fā)明引入時(shí)間序列的數(shù)據(jù)挖掘概念，利用相似性的 相關(guān)理論和方法為電力系統(tǒng)故障診斷的智能決策提供幫助。
[0007] 經(jīng)驗(yàn)證，該故障診斷模型能夠準(zhǔn)確診斷包括連鎖故障、相繼故障在內(nèi)的復(fù)雜故障， 并具有良好的時(shí)間性能和容錯(cuò)性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供了一種基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在 于，包括以下幾個(gè)步驟：
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0010] 步驟一，通過(guò)搜索系統(tǒng)中的無(wú)源區(qū)域，確定故障區(qū)域，進(jìn)而得到可疑故障元件集； [0011] 步驟二，基于時(shí)間序列和關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組建立電力系統(tǒng)中的時(shí)間序列模型，并根 據(jù)電力系統(tǒng)中的保護(hù)配置模型形成警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列集以及時(shí)間序列的相似性匹配方法； 利用電力系統(tǒng)警報(bào)信息相似度的距離衡量警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列與電力系統(tǒng)中警報(bào)時(shí)間序列 間的相似程度；
[0012] 步驟三，將時(shí)間序列距離轉(zhuǎn)換成元件故障的置信度，根據(jù)元件故障的置信度識(shí)別 故障元件和故障類型。
[0013] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：
[0014] 本發(fā)明的故障診斷系統(tǒng)通過(guò)搜索系統(tǒng)中的無(wú)源區(qū)域，確定故障區(qū)域，進(jìn)而得到可 疑故障元件集；之后，基于保護(hù)配置通用模型生成一系列警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列，得到警報(bào)假說(shuō) 時(shí)間序列集；接下來(lái)計(jì)算子時(shí)間序列假說(shuō)與電網(wǎng)監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集（SCADA)系統(tǒng)收到的 警報(bào)信息時(shí)間序列之間的距離，進(jìn)而得出時(shí)間序列假說(shuō)置信度和元件故障置信度，識(shí)別出 故障元件；故障區(qū)域識(shí)別一般在事故平息后進(jìn)行，此時(shí)調(diào)度中心已經(jīng)接收了相關(guān)的完整警 報(bào)信息，其可以形成一個(gè)靜態(tài)時(shí)間序列，利用靜態(tài)時(shí)間序列匹配的方式進(jìn)行故障診斷；然 后，根據(jù)故障診斷結(jié)果，對(duì)保護(hù)和斷路器的動(dòng)作行為進(jìn)行評(píng)價(jià)；本發(fā)明較好利用了警報(bào)信息 序列的時(shí)序特征，對(duì)于復(fù)雜故障、相繼故障等情形仍能迅速識(shí)別警報(bào)漏報(bào)/誤報(bào)等情況，正 確診斷出故障元件與故障類型，并對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)；故障診斷過(guò)程均采用矩陣運(yùn) 算，物理意義清晰，計(jì)算速度高，可用于大規(guī)模復(fù)雜電力系統(tǒng)的在線故障診斷，可帶來(lái)故障 診斷結(jié)果的準(zhǔn)確率和可靠性提高的有益效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷流程圖；
[0016] 圖2保護(hù)設(shè)備配置模型示意圖；
[0017] 圖3實(shí)施例電力系統(tǒng)接線示意圖；
[0018] 圖4實(shí)施例電力系統(tǒng)部分地區(qū)接線示意圖；
[0019] 附圖中標(biāo)記的含義：C表示斷路器，L表示輸電線路，G表示發(fā)電機(jī)，B表示母線，T 表不變壓器。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021] 如圖1所示，基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，包 括以下步驟：
[0022] 步驟一，通過(guò)搜索系統(tǒng)中的無(wú)源區(qū)域，確定故障區(qū)域，進(jìn)而得到可疑故障元件集；
[0023] 步驟二，基于時(shí)間序列和關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組建立電力系統(tǒng)中的時(shí)間序列模型，并根 據(jù)電力系統(tǒng)中的保護(hù)配置模型形成警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列集以及時(shí)間序列的相似性匹配方法； 利用電力系統(tǒng)警報(bào)信息相似度的距離衡量警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列與電力系統(tǒng)中警報(bào)時(shí)間序列 間的相似程度；
[0024] 步驟三，將時(shí)間序列距離轉(zhuǎn)換成元件故障的置信度，根據(jù)元件故障的置信度識(shí)別 故障元件和故障類型。
[0025] 在步驟二中，時(shí)間序列、關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組定義如下：
[0026] (1)時(shí)間序列的數(shù)學(xué)描述
[0027] 時(shí)間序列是某個(gè)物理量的記錄值和時(shí)間節(jié)點(diǎn)組成的元素的有序集合，可記為：
[0028] X=<Xi = (ν1； ti), X2=(v2, t2), . . . , xn = (vn, tn)> (I)
[0029] 式中：元素Xi = (Vi，表示時(shí)間序列在&時(shí)刻所記錄的信息為Vi ;n為時(shí)間序列 X的勢(shì)；記作|x| =η;時(shí)間序列中時(shí)間節(jié)點(diǎn)嚴(yán)格遞增，即Si,.，=Q
[0030]在狹義時(shí)間序列中，Vi -般指某一實(shí)數(shù)值，在廣義時(shí)間序列中，Vi不僅局限于數(shù) 值，也可以是多媒體數(shù)據(jù)、離散符號(hào)、自定義模型數(shù)據(jù)等多種信息。
[0031] (2)關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組
[0032]對(duì)于時(shí)間序列…Xj、X2=Wx:……X:,)、…、 Λ" 一〈λ!，…，Xi.】，…，Xm〉（ '?>眾）的有Jjk項(xiàng)兀素相問(wèn)（即X: =xf=：…=_χ·廣； Xt2=χζ==x{'"I··.; 4 = < = ,,, =Jcf1 )，可定乂關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組：
[0033]G= <XS,Gx,f> (2)
[0034] 式中：Xs =x' 2，...，x'k為各時(shí)間序列間相同元素組成的序列， =({4...........<-).....<.Cr.^C>7+為各時(shí)間序列間不同元素組成的序列組；f為標(biāo)識(shí) 位，f=1表示時(shí)間序列集合{Xi，i=1，2，...，η}的元素為并發(fā)時(shí)間序列，即時(shí)間序列Xs 發(fā)生后Gx中的時(shí)間序列會(huì)同時(shí)發(fā)生，f= 0則表示互斥時(shí)間序列，即Gx中的時(shí)間序列有且 僅有一個(gè)會(huì)發(fā)生，關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組即一系列時(shí)間序列的集合。
[0035] 在所述步驟二中，基于時(shí)間序列和關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組建立電力系統(tǒng)中的時(shí)間序列模 型，并根據(jù)電力系統(tǒng)中的保護(hù)配置模型形成警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列集以及時(shí)間序列的相似性匹 配方法如下：
[0036] 當(dāng)電力設(shè)備遙信動(dòng)作時(shí)，保護(hù)設(shè)備或智能電力儀表會(huì)自動(dòng)記錄下動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作 原因，形成基于統(tǒng)一時(shí)標(biāo)基準(zhǔn)的動(dòng)作事件序列（SOE)信息。這些信息構(gòu)成了較為準(zhǔn)確的時(shí) 間序列。
[0037] (1)電力系統(tǒng)中的時(shí)間序列模型
[0038] 設(shè)X= (v，t)為時(shí)間序列中的元素，定義警報(bào)信息V為一個(gè)3元組：
[0039] V= (Α,Δt,S) (3)
[0040] 式中：A為警報(bào)事件，其既可代表在調(diào)度中心收到的設(shè)備動(dòng)作或警報(bào)信息，也可表 示系統(tǒng)中發(fā)生的某一事件（如輸電線路發(fā)生單相接地故障）。At指時(shí)間誤差長(zhǎng)度，用于 描述事件發(fā)生時(shí)間不確定的情況；t和Λt共同組成了一個(gè)時(shí)間約束，即事件A發(fā)生時(shí)間為 I-7,1 + 7。S為模糊項(xiàng)標(biāo)識(shí)位，S= 1和0分別表示元素X= (V，t)為必須項(xiàng)和模糊項(xiàng)。_22_
[0041]若元素Xi = (Vi,h)(i= 1，2,· · ·，η)為模糊項(xiàng)，貝U時(shí)間序列X1 =Cx1,χ2,· · ·，xn> 雖然比X2=〈xpx2,...，Xh，xi+1，...，xn>多了元素Xi，但X2與X1之間的編輯距離仍為0,稱 編輯距離為0的兩個(gè)時(shí)間序列為等價(jià)時(shí)間序列。若元素\ = (Vpti)(i=l，2，...，n)為 必須項(xiàng)，則X2與X1之間的編輯距離為1。
[0042] 電力系統(tǒng)中發(fā)生的部分事件由于不具備信息上傳能力，調(diào)度中心獲取的時(shí)間序列 并不包含這些事件，這部分警報(bào)信息與漏報(bào)誤報(bào)信息應(yīng)該在診斷過(guò)程中加以區(qū)分。引入模 糊項(xiàng)概念有利于區(qū)分這些信息，提高故障診斷準(zhǔn)確度。
[0043] (2)電力系統(tǒng)中的保護(hù)配置模型
[0044] 電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，保護(hù)和斷路器的警報(bào)信息就構(gòu)成了警報(bào)時(shí)間序列。根據(jù)保 護(hù)裝置整定規(guī)范，可以構(gòu)造一系列警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列，如圖2所示（用end表示時(shí)間序列結(jié) 束點(diǎn)）。
[0045] 從圖2可以看出，基于保護(hù)設(shè)備配置所生成的每一個(gè)時(shí)間序列分為兩種情況，一 種情況是時(shí)間序列中的每個(gè)元素都對(duì)應(yīng)于同一保護(hù)裝置及其關(guān)聯(lián)的斷路器，與其它保護(hù)裝 置無(wú)關(guān)，以"end"作為結(jié)束符。另一種情況是，時(shí)間序列中的最后一個(gè)元素去觸發(fā)另一套保 護(hù)裝置，成為另一個(gè)系列的時(shí)間序列的起始元素，從而就形成一系列更長(zhǎng)的時(shí)間序列。
[0046] 對(duì)于關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組G1的任一元素，事件發(fā)生時(shí)間&按保護(hù)裝置整定值設(shè)定，時(shí) 間長(zhǎng)度則根據(jù)允許的事件時(shí)間誤差設(shè)定。當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組中的時(shí) 間序列相繼發(fā)生，信息匯集后進(jìn)入調(diào)度中心，形成準(zhǔn)確的時(shí)間序列。
[0047] 如圖3所示，圖中C表示斷路器，L表示輸電線路。設(shè)輸電線1^在七=0時(shí)刻發(fā)生 瞬時(shí)單相接地故障并重合閘成功。
[0048]用時(shí)間序列描述為（時(shí)間單位：ms) =X1 =Cx1,x2,x3,x4,x5,x6,x7>。
[0049]式中=X1 = (V1,tj= ((L1線發(fā)生單相接地故障，0, 0)，0);
[0050]x2 = (v2,t2) = ((A站L1 主保護(hù)動(dòng)作，0, 1)，49);
[0051]x3 = (v3,t3) = ((B站L1 主保護(hù)動(dòng)作，0, 1)，50);
[0052]x4 = (v4,t4) = ((C1 分閘，0, 1)，100);
[0053]x5 = (v5,t5) = ((C2 分閘，0, 1)，100);
[0054]x6 = (v6,t6) = ((C1 重合閘，0, 1)，1100);
[0055]x7 = (v7,t7) = ((C2 重合閘，0, 1)，1105)。
[0056] 根據(jù)SOE信息，調(diào)度中心獲取到時(shí)間序列X2 = <x2,x3,x4,x5,x6,x7>。X1與X2等價(jià)。 事件Vi(i= 1，2，...，7)在一個(gè)確定的時(shí)間點(diǎn)發(fā)生，該時(shí)間點(diǎn)記為心，時(shí)間長(zhǎng)度Ati = 0。 [0057]輸電線L1兩端的線路主保護(hù)的動(dòng)作邏輯可用關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組G2描述。以斷路器 C2 -側(cè)為例：
[0058]G2 = <XS,Gx, 0> (4)
[0059] 式中：XS =〈（ (C2側(cè)L1線路主保護(hù)動(dòng)作，10, 1)，0)>，
[0060]

【權(quán)利要求】
1. 基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一，通過(guò)搜索系統(tǒng)中的無(wú)源區(qū)域，確定故障區(qū)域，進(jìn)而得到可疑故障元件集； 步驟二，基于時(shí)間序列和關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組建立電力系統(tǒng)中的時(shí)間序列模型，并根據(jù)電 力系統(tǒng)中的保護(hù)配置模型形成警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列集以及時(shí)間序列的相似性匹配方法；利用 電力系統(tǒng)警報(bào)信息相似度的距離衡量警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列與電力系統(tǒng)中警報(bào)時(shí)間序列間的 相似程度； 步驟三，將時(shí)間序列距離轉(zhuǎn)換成元件故障的置信度，根據(jù)元件故障的置信度識(shí)別故障 元件和故障類型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法，其特征 在于：步驟二中，所述時(shí)間序列和關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組定義如下： (1) 時(shí)間序列 時(shí)間序列是某個(gè)物理量的記錄值和時(shí)間節(jié)點(diǎn)組成的元素的有序集合，記為： X = <Xi = (V1, ti) , X2 = (v2, t2) , . . . , Xn = (vn, tn) > (I) 式中：元素Xi = (Vi,ti)表示時(shí)間序列在ti時(shí)刻所記錄的信息為Vi ;n為時(shí)間序列X的 勢(shì)，記作|X| =η;時(shí)間序列中時(shí)間節(jié)點(diǎn)嚴(yán)格遞增，即i,j= 1，2,. ..，η; (2) 關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組 對(duì)于時(shí)間序列木=〈--"...，<〉、 =(χ；.χ：......V:，-Ci......V:'〉、…、 (1?,!?，…，mn>k)的前k項(xiàng)元素相同（即 χ; = .< = ,.. =χ 廣； %·'一Z- ')百1*雜74^脖時(shí)1百1序歹||幺日 Λ! ~ .Aj -- ... -- Λ-jt* · * j λ是一^ -,,,- / ? AC- jTyV H J I mJ /4 yM，門. G= <XS,Gx,f> (2) 式中：時(shí)間序列Xs=〈x 'i，x' 2，...，χ ' k>，時(shí)間序列 G,. =ψ;,,…（〉，"^...+-(〉，...+1:51，...乂:1)/;；^為標(biāo)識(shí)位，；^=1表示時(shí)間序列集合％，1 = 1，2, ...，η}的元素為并發(fā)時(shí)間序列，即時(shí)間序列Xs發(fā)生后Gx中的時(shí)間序列會(huì)同時(shí)發(fā)生，f=O則表示互斥時(shí)間序列，即Gx中的時(shí)間序列有且僅有一個(gè)會(huì)發(fā)生；關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組即一 系列時(shí)間序列的集合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法，其特征 在于：步驟二中，建立電力系統(tǒng)中的時(shí)間序列模型如下： 設(shè)X= (v，t)為時(shí)間序列中的元素，定義警報(bào)信息V為一個(gè)3元組： V= (Α,Δt,S) (3) 式中：A為警報(bào)事件，既可代表在調(diào)度中心收到的設(shè)備動(dòng)作或警報(bào)信息，也可表示系統(tǒng) 中發(fā)生的某一事件；At指時(shí)間誤差長(zhǎng)度，用于描述事件發(fā)生時(shí)間不確定的情況；時(shí)間t和 Λt共同組成了一個(gè)時(shí)間約束，S卩事件A發(fā)生時(shí)間為?-1，/ + $ ;S為模糊項(xiàng)標(biāo)識(shí)位，S= 1和O分別表示元素X= (V，t)為必須項(xiàng)和模糊項(xiàng)； 時(shí)間序列X1與&存在一個(gè)不同元素Xi = (Vpti)(i=l，2，...，n)，若該元素為模糊 項(xiàng)，X1與X2之間的編輯距離為O;若該元素為必須項(xiàng)，則X1與X2之間的編輯距離為1 ;若時(shí) 間序列X1與X2存在多個(gè)不同元素，對(duì)于編輯距離進(jìn)行累加求和即可。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法，其特征 在于：步驟二中，根據(jù)電力系統(tǒng)中的保護(hù)配置模型形成警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列集以及時(shí)間序列 的相似性匹配方法如下： (1) 電力系統(tǒng)中的保護(hù)配置模型 電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，保護(hù)和斷路器的警報(bào)信息就構(gòu)成了警報(bào)時(shí)間序列；根據(jù)保護(hù)裝 置整定規(guī)范，可以構(gòu)造一系列警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列； 基于保護(hù)設(shè)備配置所生成的每一個(gè)時(shí)間序列分為兩種情況，一種情況是時(shí)間序列中的 每個(gè)元素都對(duì)應(yīng)于同一保護(hù)裝置及其關(guān)聯(lián)的斷路器，與其它保護(hù)裝置無(wú)關(guān)；另一種情況是， 時(shí)間序列中的最后一個(gè)元素去觸發(fā)另一套保護(hù)裝置，成為另一個(gè)系列的時(shí)間序列的起始元 素，從而就形成一系列更長(zhǎng)的時(shí)間序列； 對(duì)于所述關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組G的任一元素，事件發(fā)生時(shí)間t按保護(hù)裝置整定值設(shè)定，時(shí) 間長(zhǎng)度則根據(jù)允許的事件時(shí)間誤差設(shè)定；當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，所述關(guān)聯(lián)時(shí)間序列組中 的時(shí)間序列相繼發(fā)生，信息匯集后進(jìn)入調(diào)度中心，形成準(zhǔn)確的時(shí)間序列； (2) 警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列集和時(shí)間序列的相似性匹配方法 并未真實(shí)發(fā)生的時(shí)間序列稱為警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列；從保護(hù)配置模型得到的時(shí)間序列集 合稱為警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列集；在從調(diào)度中心得到的警報(bào)信息時(shí)間序列中，挖掘和分析與警 報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列集相似的時(shí)間序列，則被稱為時(shí)間序列匹配； 時(shí)間序列的相似性匹配：從勢(shì)遠(yuǎn)大于查詢序列的被查詢序列中找出所有與查詢序列距 離小于給定距離的子序列的位置偏移和長(zhǎng)度，電力系統(tǒng)發(fā)生故障后警報(bào)被集中送到調(diào)度中 心形成警報(bào)序列，可疑元件的故障假說(shuō)則一般形成一個(gè)勢(shì)小于警報(bào)序列的警報(bào)假說(shuō)序列， 若能在警報(bào)序列中找到與假說(shuō)序列小于給定距離的子時(shí)間序列，則視該故障假說(shuō)為真。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法，其特征 在于：步驟二中，利用電力系統(tǒng)警報(bào)信息相似度的距離衡量警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列與電力系統(tǒng) 中警報(bào)時(shí)間序列間的相似程度過(guò)程如下： 定義符號(hào)如下： 運(yùn)算符I=表示時(shí)間序列元素X=(Vx= (Αχ,Δtx,Sx)，tx)和y =(vy = (Ay,Δty,Sy)，ty)之間的關(guān)系；若警報(bào)事件Ax =Ay,則XI=y; 運(yùn)算符Ie和Ig:表示時(shí)間序列元素X= (Vx= (Ax，Atx，Sx)，tx)與時(shí)間序列X=〈Xp X2,...，xn> 之間的關(guān)系；若存在Xi(i= 1，2,...η)，使得XI = Xi，則XI eX，否則Λ-|e Ji; 電力系統(tǒng)中兩時(shí)間序列的距離定義為： 對(duì)于時(shí)間序列X= (X1 = (Vxl，txl)，x2 = (vx2,tx2)，· · ·，xn = (vxn,txn) > 與時(shí)間序列Y =<yi= (Vyl，tyi)，= (Vy2,ty2)，· · ·，ym = (Vym，tym) >(n彡m)，如果X與Y都沒有模糊項(xiàng)， 則它們之間的距離定義為： D(X，Y) =aDedit (X，Ys) +bDtime (X，Ys) (6) 式中：YsSX在Y中利用元素匹配得到的子時(shí)間序列，即Ys =〈y/，y2'，...，yp' >， 對(duì)于任意的y/IeYs，有y/Ie父且71'是時(shí)間序列γ的元素（i=ι，2，...ρ); Dedit(X，Ys)表示時(shí)間序列X與Ys的編輯距離，用于識(shí)別漏報(bào)誤報(bào)的警報(bào)信息；考慮到Y(jié)s 是Y的子時(shí)間序列，給出Dedit (X，Ys)的計(jì)算公式： DHO=ΣI (7) X1 <f?,,>1.2η Dtime(X，Ys)表示時(shí)間序列X與Ys之間的時(shí)間距離，用于衡量時(shí)間序列在時(shí)標(biāo)信息方面 的差異：
式（8)中：ty/、Aty/分別表示序列Ys中元素y/的時(shí)間和時(shí)間偏移量，txi、Atxi 表示序列X中元素Xi的時(shí)間和時(shí)間偏移量，a為編輯距離的權(quán)重系數(shù)，可根據(jù)電力系統(tǒng)中警 報(bào)信息上傳的可靠程度給定；b為時(shí)間距離的權(quán)重系數(shù)，可根據(jù)警報(bào)信息的時(shí)間信息的精 確程度給定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法，其特征 在于：在所述步驟三中，將距離轉(zhuǎn)換成元件故障的置信度，根據(jù)元件故障的置信度識(shí)別故障 元件和故障類型，具體計(jì)算步驟如下： 警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列X與警報(bào)信息時(shí)間序列Y之間的距離越小，則該假說(shuō)的置信度越高； 定義警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列X的置信度Cx為：
在式（9)中，將警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列X與警報(bào)信息時(shí)間序列Y之間的距離通過(guò)反比例函 數(shù)映射至[0, 1]區(qū)間，作為假說(shuō)的置信度； 在警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列集中，同一個(gè)時(shí)間序列元素Xi =(Vi = (Ai,Ati,Si),U可能會(huì)在 多個(gè)警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列X1,X2,...，Xn中存在；若時(shí)間序列X1,X2,...，Xn為并發(fā)時(shí)間序列，則 元素Xi的置信度應(yīng)為時(shí)間序XpX2, ...，Xn的置信度的平均值；若時(shí)間序列XpX2, ...，Xn為 互斥時(shí)間序列；則元素Xi的置信度應(yīng)取時(shí)間序列X1,X2, ...，Xn的置信度中的最大值；即：
Xl為時(shí)間序列X的勢(shì)，式（9)和式（10)將時(shí)間序列的相似性轉(zhuǎn)換成元件動(dòng)作的置信 度，即識(shí)別出故障元件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于時(shí)間序列相似性匹配的電力系統(tǒng)故障診斷方法，其特征 在于：對(duì)于存在警報(bào)漏報(bào)的情形，給出一種修正策略： 若警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列X的勢(shì)為n(n> 3)，且其與警報(bào)信息時(shí)間序列Y的編輯距離為 d 則警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列中必有元素Xi =(Vi = (Axi，Atxi，Sxi)，txi)在警報(bào)信息 時(shí)間序列Y中未有對(duì)應(yīng)警報(bào)信息，即λ-, ;此時(shí)，可假設(shè)由于某種原因發(fā)生了元素yi =(Vyi =(Axi，Λtxi，Sxi)，txi)的漏報(bào)，并在警報(bào)信息時(shí)間序列Y中插入虛擬事件yi構(gòu)造新的警報(bào) 信息時(shí)間序列Γ，之后對(duì)包含事件Axi的警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列利用式（6)-(10)重新計(jì)算元 件動(dòng)作的置信度；在計(jì)算過(guò)程中，虛擬事件Yi的置信度利用式（11)修正： c; · =-c; (11) {η·' Cti為利用警報(bào)假說(shuō)時(shí)間序列X與修正后的警報(bào)信息時(shí)間序列r計(jì)算得到的元件動(dòng)作 置信度，η為X的勢(shì)，d為X和Y之間的編輯距離；η越大，漏報(bào)的警報(bào)數(shù)目越小即d越小，則 虛擬事件Yi= (vyi= (Axi，Atxi,Sxi)，txi)的直f目度就越尚。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104316801SQ201410601841
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】張小易, 陳涇生, 吳奕, 朱海兵, 鐘錦源, 袁宇波, 霍雪松, 徐春雷, 崔玉, 李斌, 熊浩, 陳娜, 曾飛, 張明, 陳磊, 彭志強(qiáng), 楊明, 李虎成, 樊海鋒, 夏杰 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 江蘇省電力公司南京供電公司, 浙江大學(xué)