本發(fā)明涉及繼電保護，具體涉及一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、繼電保護是電網(wǎng)安全運行的第一道防線，是保障電網(wǎng)穩(wěn)定、設(shè)備安全的關(guān)鍵技術(shù)手段。近幾年，隨著電網(wǎng)規(guī)模逐漸擴大，繼電保護工作變得越來越復(fù)雜而繁重。很多環(huán)節(jié)即使出現(xiàn)小的失誤也可能造成嚴重的安全隱患。例如新設(shè)備的投運、系統(tǒng)運行方式的變化、設(shè)備的檢修等都會引起保護配置和定值的相應(yīng)改變，正是這些安全風險給繼電保護安全管理工作帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此，對繼電保護作業(yè)進行風險識別、風險評估、風險分級、風險控制以及防范具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，繼電保護作業(yè)風險分級常采用風險矩陣法、層次分析法以及事件樹分析法；其中，風險矩陣法通過風險的可能性和影響兩個維度來評估風險程度，根據(jù)可能性和影響的組合將風險分為不同等級，但是該方法在處理復(fù)雜的多因素交互、動態(tài)變化的風險情境時存在局限性，風險的可能性和影響的量化標準化難以統(tǒng)一，導(dǎo)致主觀性較強，結(jié)果可能缺乏精確性和可重復(fù)性；層次分析法通過建立層次結(jié)構(gòu)來分析和評估不同決策因素的相對重要性，在風險分級中，通過對各個風險因素進行層次化的權(quán)重分配和比較，但是該方法需要對層次結(jié)構(gòu)和權(quán)重的設(shè)置具有一定的專業(yè)知識和經(jīng)驗，實際運用中可能存在因權(quán)重設(shè)置不當而導(dǎo)致結(jié)果偏差的問題；事件樹分析通過分析可能的事件發(fā)生路徑及其概率，從而評估不同路徑下的風險水平，但是該方法建立和維護比較復(fù)雜，需要對操作過程有深入的了解和詳細的數(shù)據(jù)支持，在處理多變量和多路徑事件時會增加分析的復(fù)雜性。

3、因此，本發(fā)明旨在提供一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，以解決上述提到的相關(guān)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)風險分級評估方法難以實現(xiàn)實時精確的風險評估需求，目的在于提供一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法、系統(tǒng)及設(shè)備，通過利用word2vec模型對歷史風險數(shù)據(jù)信息進行編碼轉(zhuǎn)換以得到統(tǒng)一的數(shù)值特征，以最大化中性詞和其上下文詞的共現(xiàn)概率，有助于提高風險分級模型訓(xùn)練的效率；同時利用訓(xùn)練后的風險分級模型對風險數(shù)據(jù)信息進行有效風險特征捕捉，從而實現(xiàn)對風險等級的準確評估，解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)風險分級評估方法難以實現(xiàn)實時精確的風險評估需求。

2、本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法，方法包括：

4、獲取繼電保護作業(yè)的歷史風險數(shù)據(jù)信息，利用word2vec模型對歷史風險數(shù)據(jù)信息進行編碼轉(zhuǎn)換以得到統(tǒng)一的數(shù)值特征，構(gòu)建時間步長、特征數(shù)與通道數(shù)的三維矩陣，作為模型的訓(xùn)練集和測試集；

5、將訓(xùn)練集中的三維矩陣輸入到預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進行訓(xùn)練，得到初始風險分級模型；

6、利用測試集中的三維矩陣對初始風險分級模型進行優(yōu)化，直至損失函數(shù)收斂，以獲得最優(yōu)的風險分級模型；

7、將待分級的風險數(shù)據(jù)信息輸入到最優(yōu)的風險分級模型中，以輸出對應(yīng)的風險等級評估結(jié)果。

8、進一步地，風險數(shù)據(jù)信息包括設(shè)備運行記錄、操作日志、故障報告和維護保養(yǎng)信息。

9、進一步地，預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型采用textcnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

10、進一步地，獲取繼電保護作業(yè)的歷史風險數(shù)據(jù)信息，利用word2vec模型對歷史風險數(shù)據(jù)信息進行編碼轉(zhuǎn)換，其中，采用word2vec模型中的skip-gram模型對歷史風險數(shù)據(jù)信息進行編碼轉(zhuǎn)換，具體為：

11、以中心詞與其上下文詞的共現(xiàn)概率最大為目標，構(gòu)建skip-gram模型的目標函數(shù)；

12、在歷史風險數(shù)據(jù)信息中選取一個中心詞輸入到skip-gram模型中，利用skip-gram模型的卷積模塊卷積輸出該中心詞的上下文詞的詞向量表示；

13、利用skip-gram模型的注意力機制模塊和最大池化模塊對詞向量表示進行處理，將處理后的特征進行加權(quán)求和，得到編碼轉(zhuǎn)換后的數(shù)值特征。

14、進一步地，目標函數(shù)具體為：

15、

16、式中，t表示語料庫中的總詞數(shù)；wt表示中心詞；wt+j表示上下文詞；c表示預(yù)設(shè)的上下文窗口大小閾值；j表示上下文窗口大?。籶(wt+j∣wt)表示上下文詞在中心詞下的條件概率。

17、進一步地，條件概率具體為：

18、

19、式中，表示輸出詞的詞向量；表示輸入詞的詞向量；v表示詞匯表的大??；wo表示輸出詞；wi表示輸入詞。

20、進一步地，注意力權(quán)重具體為：

21、

22、式中，f表示卷積核得到的特征圖矩陣，大小為n×l，其中，n等于特征圖數(shù)量；l等于特征圖的長度；α表示注意力權(quán)重，大小為n×1；表示權(quán)重矩陣；wf表示注意力參數(shù)矩陣。

23、本發(fā)明還提供一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估系統(tǒng)，該風險分級系統(tǒng)用于上述中任意一項所述的一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法中，系統(tǒng)包括：

24、信息處理模塊，用于獲取繼電保護作業(yè)的歷史風險數(shù)據(jù)信息，利用word2vec模型對歷史風險數(shù)據(jù)信息進行編碼轉(zhuǎn)換，構(gòu)建時間步長、特征數(shù)與通道數(shù)的三維矩陣，作為模型的訓(xùn)練集和測試集；

25、模型訓(xùn)練模塊，用于將訓(xùn)練集中的三維矩陣輸入到預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進行訓(xùn)練，得到初始風險分級模型；

26、模型優(yōu)化模塊，用于利用測試集中的三維矩陣對初始風險分級模型進行優(yōu)化，直至損失函數(shù)收斂，以獲得最優(yōu)的風險分級模型；

27、風險分級模塊，用于將待分級的風險數(shù)據(jù)信息輸入到最優(yōu)的風險分級模型中，以輸出對應(yīng)的風險等級評估結(jié)果。

28、本發(fā)明還提供一種計算機設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述中任意一項所述的方法的步驟。

29、本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述中任意一項所述的方法的步驟。

30、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

31、在本發(fā)明中，通過利用word2vec模型對歷史風險數(shù)據(jù)信息進行編碼轉(zhuǎn)換，以最大化中性詞和其上下文詞的共現(xiàn)概率，有助于提高風險分級模型訓(xùn)練的效率；同時利用訓(xùn)練后的風險分級模型對風險數(shù)據(jù)信息進行有效風險特征捕捉，從而實現(xiàn)對風險等級的準確評估，解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)風險分級評估方法難以實現(xiàn)實時精確的風險評估需求。

技術(shù)特征：

1.一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法，其特征在于，方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法，其特征在于，風險數(shù)據(jù)信息包括設(shè)備運行記錄、操作日志、故障報告和維護保養(yǎng)信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法，其特征在于，預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型采用textcnn神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法，其特征在于，獲取繼電保護作業(yè)的歷史風險數(shù)據(jù)信息，利用word2vec模型對歷史風險數(shù)據(jù)信息進行編碼轉(zhuǎn)換以得到統(tǒng)一的數(shù)值特征，其中，采用word2vec模型中的skip-gram模型對歷史風險數(shù)據(jù)信息進行編碼轉(zhuǎn)換，具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法，其特征在于，目標函數(shù)具體為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法，其特征在于，條件概率具體為：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法，其特征在于，注意力權(quán)重具體為：

8.一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估系統(tǒng)，其特征在于，該風險分級系統(tǒng)用于權(quán)利要求1-7中任意一項所述的一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法中，系統(tǒng)包括：

9.一種計算機設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于繼電保護作業(yè)的風險分級評估方法、系統(tǒng)及設(shè)備，具體涉及繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)要點為：獲取繼電保護作業(yè)的歷史風險數(shù)據(jù)信息，利用Word2Vec模型對歷史風險數(shù)據(jù)信息進行編碼轉(zhuǎn)換以得到統(tǒng)一的數(shù)值特征，構(gòu)建時間步長、特征數(shù)與通道數(shù)的三維矩陣，作為模型的訓(xùn)練集和測試集；將訓(xùn)練集中的三維矩陣輸入到預(yù)設(shè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進行訓(xùn)練，得到初始風險分級模型；利用測試集中的三維矩陣對初始風險分級模型進行優(yōu)化，直至損失函數(shù)收斂，以獲得最優(yōu)的風險分級模型；將待分級的風險數(shù)據(jù)信息輸入到最優(yōu)的風險分級模型中，以輸出對應(yīng)的風險等級評估結(jié)果。

技術(shù)研發(fā)人員：劉羿江,李驍睿,李俊,郭勁松,伍磊,黎思敏,汪子鈞,張杰豪,石亞琴
受保護的技術(shù)使用者：國網(wǎng)四川省電力公司樂山供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19