变电主设备多模态感知数据融合计算技术要求.docx

《变电主设备多模态感知数据融合计算技术要求.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变电主设备多模态感知数据融合计算技术要求.docx（18页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、ICST/CEC中国电力企业联合会团体标准T/CECXXXXX-XXXX变电主设备多模态感知数据融合计算技术要求(Technicalrequirementsofmultimodalperceptiondatafusioncomputingforsubstationequipment)(征求意见稿)文稿版次选择XXXX -XX-XX 发布XXXX-XX-XX实施中国电力企业联合会前言III1范围12规范性引用文件13术语和定义14符号、代号和缩略语25系统架构25.1变电主设备多模态感知数据融合计算25. 2组件架构26核心组件26. 1构建组件26.2 服务组件86.3 计算组件9附录A（资料

2、性附录）服务组件接口参数及返回值说明11本文件按照GiVTI.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由中国电力企业联合会提出。本文件由中国电力企业联合会电力先进计算标准化委员会(CECTC20)归口并解释。本文件起草单位：国网智能电网研究院有限公司、国网电力科学研究院有限公司、国网安徽省电力有限公司。本文件主要起草人：本文件为首次发布。本文件在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号，100761)o变电主设备多模态感知数据融合计算技术要求1范围本文件规定了用于变电主设备多源异构感知数据融合分析下的静态知识抽取

3、与关联、动态感知数据接入、挖掘与更新等动态计算要求、数据服务组件和接口、数据计算组件和接口等技术要求。本文件适用于各级电力设备管理机构，从事电力设备智能运维的科研单位及其他相关系统的供应商，用于指导设备管理下的动态感知数据的规划、设计、开发、建设、运维等环节，也适用于电力企业对变电主设备的智能分析与研发。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。本文件无引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1变电主设备Substation

4、equipment变电/换流站中用来接收与分配电能以及与改变电能电压相关的设备，大多属于高压电器或设备，本标准中主要指变压器、换流变、GlS设备等。3.2融合计算FusionComputing以在线监测装置（传感器）采集的多源异构数据为计算对象，考虑了多模态数据间互补性和设备部件间相关性的计算方法。3.3图模型GraphicmodeIs由点和线组成的用以描述系统的图结构。节点表示实体或概念，边则由属性或关系构成。3.4图数据库Graphdatabase以点、边为基础存储单元，以高效存储、查询图数据为设计原理的数据管理系统。4符号、代号和缩略语GIS：气体绝缘组合电器设备(GasInsulate

5、dSwitchgear)API：应用程序接口(ApplicationProgrammingInterface)URL：统一资源定位符(UniformResourceLocator)https：超文本传输安全协议(HyperTextTransferProtocoloverSecureSocketLayer)5系统架构5.1 变电主设备多模态感知数据融合计算变电主设备多模态感知数据融合计算的对象是在线监测装置（传感器）采集的多源异构动态数据，核心组件包含了构建组件、服务组件和计算组件。在变电主设备多模态感知数据的静态部分构建过程中，节点与边的定义充分融入设备-部件-部位等实体的物理空间关系；并在此

6、基础上将在线监测装置（传感器）纳入部位节点层，那么该节点层感知的各源数据则作为下层节点融入进动态部分构建中，最终实现变电主设备多模态感知数据的有效组织。服务组件提供面向多模态感知数据的增、删、改、查、存基本功能和相应的接口要求。计算组件在服务组件的基础上进一步提供基础计算和核心计算功能，基础计算针对在线监测装置（传感器）的实时采集属性，进行数据的补全和数据动态更新；而核心计算则提供多模态数据的融合计算和关联计算，以及数据直观化展示等功能。5.2 组件架构变电主设备多模态感知数据融合计算的核心组件包括构建组件、服务组件和计算组件。整体的组件架构如图1所示。住心计.BW知计H1ojmtit三J朴全

7、叽制IJ图相关饰？三敷据衲6更新计Ht件超第t件Ig翻除修改【酬败霰号入3出wtart节康包aafc1tnmt!导入导出图1变电主设备多模态感知数据融合计算组件框架图6核心组件6.1构建组件变电主设备多模态感知数据的组织形式包括设备-部件-部位-数据四个层级,存储方式为图数据库,构建包含节点定义和边定义。1.1.1 节点定义变电主设备多模态感知数据包括四级节点：一级节点为设备，主要为变电主设备，包括变压器、换流变、GIS设备；二级节点为部件，主要为变电主设备的部件：三级节点为部位层，主要为设备部件的关键部位和在线监测装置（传感器），具体内容包括但不限于表1;第四级节点为在线监测装置（传感器）的

8、感知数据，数据类型主要包含结构化和非结构化数据，其中结构化数据包括但不限于表2。其中，前三级节点构成变电主设备多模态感知数据的静态部分，而第四级节点即为动态的感知数据，构成了变电主设备多模态感知数据的动态部分。表1静态部分节点一级节点二级节点三级节点油浸变压器本体油箱储油柜净油器呼吸器升高座接地体本体端子箱灭火装置在线油色谱检测装置在线电气监测装置套管外绝缘导电接头和引线冷却系统（强油循环）冷却器潜油泵风扇油流继电器散热片（管）控制箱冷却系统（风冷）冷却器风扇散热片（管）控制箱冷却系统（自冷）散热片（管）分接开关（无载开关）操作机构分接开关（有载开关）操动机构机构箱储油柜呼吸器在线滤油装置非电

9、量保护（本体）气体继电器压力释放阀（本体）表1静态部分节点（续）一级节点二级节点三级节点油浸变压器非电量保护（本体）测温装置非电量保护（有载开关）气体继电器压力释放阀（分接开关）附加在线监测装置（传感器）可见光摄像头红外热像仪局放在线监测装置铁芯接地电流监测装置末屏在线监测装置环境气象监测装置干式变压器本体导电接头干式套管冷却器系统散热片非电量保护测温装置附加在线监测装置（传感器）可见光摄像头红外热像仪SF6在线监测装置局放在线监测装置SF6气体绝缘变压器本体气室SF6气体接地体本体端子箱电缆箱气室SF6气体套管瓷套导电接头冷却器系统（强迫循环风冷）冷却器气泵风扇气流继电器散热片（管）控制箱分

10、接开关（有载开关）气室SF6气体操动机构机构箱表1静态部分节点（续）一级节点二级节点三级节点SF6气体绝缘变压器非电量保护（本体）气体密度计压力突变继电器测温装置附加在线监测装置（传感器）可见光摄像头红外热像仪局放在线监测装置铁芯接地电流监测装置SF6在线监测装置环境气象监测装置换流变本体油箱储油柜油位计呼吸器升高座接地体本体端子箱灭火装置在线油色谱监测装置阀门网侧套管外绝缘导电接头和引线阀侧套管外绝缘导电接头和引线冷却器系统（强油循环）冷却器潜油泵风扇油流继电器散热片（管）控制箱分接开关（有载开关）操动机构机构箱储油柜呼吸器在线滤油装置滤油装置电机表1静态部分节点（续）一级节点二级节点三级节

11、点换流变非电量保护（本体）气体继电器压力释放阀测温装置非电量保护（有载开关）油流继电器或压力继电器压力释放阀附加在线监测装置（传感器）可见光摄像头红外热像仪局放在线监测装置铁芯接地电流监测装置末屏在线监测装置环境气象监测装置GIS组合电器本体壳体伸缩节压力释放装置盆式绝缘子接地连接外壳间导流排母线筒滑桥系统基础支架、桥架SF6系统气室密度继电器带电显示器回路电阻套管接线桩头均压环汇控柜柜体柜内装置断路器操作机构传动相关部件控制及辅助元器件机构箱隔离（接地）开关触头操作机构传动相关部件表1静态部分节点（续）一级节点二级节点三级节点GIS组合电器隔离（接地）开关控制及辅助元器件机构箱电压互感器接地

12、开关引出端二次回路电流互感器端子箱二次回路避雷器在线显示装置泄漏电流连接排母线导电铜杆导电回路附加在线监测装置（传感器）可见光摄像头红外热像仪局放在线监测装置SF6在线监测装置环境气象监测装置表2动态部分-感知数据数据细项单位数据类型数据写入图数据库方式负荷MVAfloat(1)当前时间节点数据电压kVfloat(1)当前时间节点数据电流Afloat(1)当前时间节点数据油温float(1)当前时间节点数据绕温float(1)当前时间节点数据油中溶解气体LLfloat(1)当前时间节点数据微水lLfloat(1)当前时间节点数据铁芯/夹件接地电流mAfloat(1)当前时间节点数据本体/分接开

13、关油位0-1归一化float(2)当前时间节点数据超声/高频/特高频pCdBmVint当前时间节点数据网侧高压套管-介损/float(3)当前时间节点数据网侧高压套管高频局放PCint当前时间节点数据表2动态部分-感知数据(续)数据细项单位数据类型数据写入图数据库方式网侧高压套管电容量PFoat(1)当前时间节点数据SF6压力MpaHoat(2)当前时间节点数据SF6纯度/float(3)当前时间节点数据环境温度tCoa(1)当前时间节点数据图片数据Z/当前时间节点数据视频数据/当前时间节点及前1秒采集数据音频数据/当前时间节点及前1秒采集数据备注：门oat(n)表示小数点后保留n位。1.1.

14、2 边定义变电主设备多模态感知数据静态部分节点间的关系包括相关关系和包含关系,动态部分节点间的关系包括融合相关性和关联相关性，具体定义见表3。表3变电主设备多模态感知数据边定义关系类型关系定义关系实例静态部分相关关系同级节点间存在相关性设备间或部件间具有相同电压等级设备间或部件间具有相同生产厂家设备间或部件间具有相同型号包含关系一级节点与一级节点间、一级节点与三级节点间、三级节点与四级节点间存在包含关系设备包含部件部件包含部位监测装置包含感知数据动态部分融合相关性不同模态数据间存在的相关性关系设备下的不同模态感知数据关联相关性相同模态数据间存在的相关性关系设备间的相同模态感知数据6.2 服务组

15、件6 .2.1服务列表及能力描述服务列表对多模态感知数据的功能名称和能力进行定义与描述，详见表4。表4服务列表序号功能名称功能描述1新增对多模态感知数据静态部分进行新增操作，支持节点、边。接口请求参数及接口返回值详见附录A。2删除对多模态感知数据静态部分进行删除操作，支持节点、边。接口请求参数及接口返回值详见附录A。表4服务列表（续）序号功能名称功能描述3修改对多模态感知数据静态部分进行修改操作，支持节点、边。接口请求参数及接口返回值详见附录A。4查询对多模态感知数据进行查询操作，支持动静态部分查询以及混合查询。接口请求参数及接口返回值详见附录A。5数据导入对多模态感知数据动态部分进行数据导入

16、操作，支持单条和批量数据的导入。接口请求参数及接口返回值详见附录A。6数据导出对多模态感知数据动态部分进行数据导出操作，支持批量数据的导出。接【I请求参数及接【I返回值详见附录A。7 .2.2服务接口总体要求接口总体要求从接口协议、域名、版本控制、路径规则、请求方式、命名要求六个方面进行规范和要求。包括：a）接口协议：API与客户端用户的通信协议，应使用https协议，以确保交互数据的传输安全b）域名：应尽量将API部署在专用域名之下，例如,如果确定API很简单，不会有进一步扩展，可以考虑放在主域名下,例如https:WWWc）版本控制：应将API的版本号放入URL中，例如vn,n代表版本号，

17、分为整型和浮点型，整型代表大功能版本，如vkV2、v3等，浮点型代表补充功能版本，如vL1、VL2、v2.1、22等。采用多版本并存，增量发布的方式。对于一个API或服务，应在生产中至少保留3个最详细的版本；d）路径规则：路径表示API的具体地址，每个路径地址代表一种资源，所以路径地址中不能有动词，只能有名词。数据库中的表一般都是同种记录的集合，所以API中的名称也应该为复数。例如https:/api.example,com/v1/usersxhttps:/api.example,com/v!/schemas等；e）请求方式：API接口的请求方式宜包括GET、POST；f）命名要求：API接口

18、的方法命名，要符合一定要求。命名应使用中缀上限风格。以小写字母开头，后面子单词的首字母须大写，所有其他字母均为小写。不可使用下划线将单词隔开。例如：add（XXXo6.3 计算组件6.4 3.1基础计算由于在线监测装置是不断在采集数据，多模态感知数据的第四级节点是不断动态变化的，所以计算组件应具备感知数据的基础计算功能，包含：a）数据补全机制：节点内部感知数据采集缺失和无效的补全；节点间感知数据的采集频率不一致的补全，所有节点的感知数据应对齐最高采集频率节点的数据。b）数据相关性挖掘：根据动态数据边的定义，应采用相关性计算理论和机器学习类算法进行边的度量，建立动态数据间的融合相关性和关联相关性

19、。c）数据相关性挖掘：根据动态数据边的定义，应采用相关性计算理论和机器学习类算法进行边的度量，建立动态数据间的融合相关性和关联相关性。6.5 .2核心计算核心计算组件包含融合计算、关联计算和可视化计算，相关的功能描述、输入输出及性能指标见表5所示。6.3.2.1多模态感知数据计算组件应具备多模态数据的融合计算功能。根据存储结构，能提取某一设备或部件的所有对齐的多模态感知数据及历史数据进行融合计算。6.3.2.2多模态感知数据计算组件应具备关联计算功能。根据存储结构，能提取某一设备或部件，及与之关联的设备或部件的相同模态感知数据及历史数据进行关联计算。6.3.2.3多模态感知数据计算组件应具备辅

20、助用户建立存储结构、数据直观化展示功能。针对感知数据的组织结构具备可视化功能;针对非结构化的可见光图像视频、红外热像等数据具备查看浏览功能;针对半结构化/结构化的传感参量、语音等数据具备变化趋势查看和时序预测功能。表5核心计算功能描述、输入输出及性能指标核心计算功能功能描述输入输出性能指标融合计算设备或部件的融合诊断某一设备或部件的所有对齐的多模态感知数据及历史数据设备或部件的故障诊断类型及准确率准确率80%设备或部件的状态综合评估某一设备或部件的所有对齐的多模态感知数据及历史数据设备或部件的状态评估结论及置信度置信度80%关联计算设备或部件的比对诊断某时间节点下，相关联的设备或部件间的某一模

21、态感知数据及历史数据设备或部件的故障诊断类型及准确率准确率80%家族缺陷研判某一设备或部件的诊断结论，以及与之相关联的设备或部件组成相关联设备或部件会有类似的缺陷故障研判结论准确率80%可视化计算结构可视化数据组织和存储结构图片展小/非结构化数据可视化某一设备或部件的可见光图像视频、红外热像等数据图片或视频展示/结构化数据可视化某一设备或部件的传感参量、语音等数据及历史数据变化曲线展示/结构化数据预测某一设备或部件的传感参量、语音等数据及历史数据某一设备或部件的传感参量、语音等数据在未来时间节点的预测值短期预测（1天内）：80%中期预测（1-7天）：70%长期预测（7T4天）：60%附录A（资

22、料性附录）服务组件接口参数及返回值说明A.1新增服务接口A.1.1接口请求参数接口请求参数见表A.L1。表A.1.1接口请求参数参数类型必需详细说明graphIdInteger是图IDtypeInteger是新增类型，节点为0,边为1,属性为2nodeTypeInteger否节点类型，当TyPe为0时生效edgeTypeInteger否边类型,当TyPe为1时生效attributeTypeInteger否属性类型，当TyPe为2时生效StartNodeIdInteger否起始节点ID,当TyPe为1时生效endNodeldInteger否终止节点ID,当TyPe为1时生效directTypeI

23、nteger否边的方向类型，当TyPe为1时生效attachNodeldInteger否附属节点ID,当TyPe为2时生效A.1.2接口返回参数接口返回值见表A.L2。表A.1.2接口返回值参数类型必需详细说明statusInteger是整体返回状态码200=全部成功500=失败msgString是返回消息信息A.2删除服务接口A.2.1接口请求参数接口请求参数见表A.2.U表A.21接口请求参数参数类型必需详细说明graphIdInteger是图IDtypeInteger是删除类型，节点为0,边为1,属性为2nodeIdInteger否节点IDedgeIdInteger否边IDattribu

24、teldInteger否属性IDA.2.2接口返回参数接口返回值见表A.2.2o表A.2.2接口返回值参数类型必需详细说明statusInteger是整体返回状态码200=全部成功500=失败msgString是返回消息信息A.3修改服务接口A.3.1接口请求参数接口请求参数见表A.3.U表A.3.1接口请求参数参数类型必需详细说明graphIdInteger是图IDtypeInteger是新增类型，节点为0,边为1，属性为2nodeIdInteger否节点ID,当TyPe为0时生效nodeTypeInteger否节点类型，当TyPe为0时生效edgeIdInteger否边ID,当TyPe为1

25、时生效edgeTypeInteger否边类型，当TyPe为1时生效StartNodeIdInteger否起始节点ID,当TyPe为1时生效表A31接口请求参数（续）参数类型必需详细说明endNodeldInteger否终止节点ID,当TyPe为1时生效(IirectTypeInteger否边的方向类型，当TyPe为1时生效attributeldInteger否属性ID,当TyPe为2时生效attributeTypeInteger否属性类型，当TyPe为2时生效attachNodeldInteger否附属节点ID,当TyPe为2时生效A.3.2接口返回参数接口返回值见附表A.3.2o表A.3.2

26、接口返回值参数类型必需详细说明statusInteger是整体返回状态码20O=全部成功500=失败msgString是返回消息信息A.4查询服务接口A.4.1接口请求参数接口请求参数见表A.4.Io表A4.1接口请求参数参数类型必需详细说明graphIDInteger是图IDqueryTypeInteger是查询类型，静态数据查询为0,动态数据查询为1,混合查询为2StaticQueryString否静态数据查询条件，当queryType为0时生效dynamicQueryString否动态数据查询条件，当queryType为1时生效isHistoryBool否是否查询历史数据，当queryT

27、ype为1或2时生效StartTimeDates否历史数据起始时间，当isHistory为TrUe时生效endTimeDates否历史数据终止时间，当isHistory为TrUe时生效hybridQueryString否图混合查询条件，当queryType为2时生效A.4.2接口返回参数接口返PI值见表A.4.2o表A.42接口返回值参数类型必需详细说明statusInteger是整体返回状态码200=全部成功500=失败msgString是返回消息信息typeInteger是返回数据类型，图为0,数据为1,混合为2graphArrayofobjects否图结果，当type为0或2时生效dat

28、aArrayofobjects否数据结果，当type为1或2时生效A.5数据导入服务接口A.5.1接口请求参数接口请求参数见表A.5.U表A.5.1接口请求参数参数类型必需详细说明graphIDInteger是图IDnodeIdInteger是节点H)dataArrayofobjects是批量数据A.5.2接口返回参数接口返回值见表A.5.2。表A.52接口返回值参数类型必需详细说明StatusInteger是整体返回状态码200=全部成功500=失败MsgString是返回消息信息A.6数据导出服务接口A.6.1接口请求参数接口请求参数见表A.6.Io表A.61接口请求参数参数类型必需详细说明graphIDInteger是图IDqueryString是数据导出条件isllistoryBool否是否查询历史数据，当quecJype为1或2时生效StartTimeDates否历史数据起始时间，当isllistory为TrUe时生效endTimeDates否历史数据终止时间，当isHistory为TrUe时生效A.6.2接口返回参数接口返回值见表A.6.2o表A.62接口返回值参数类型必需详细说明StatusInteger是整体返回状态码200=全部成功500=失败MsgString是返回消息信息dataArrayofobjects是返回结果