電力知識圖譜在停電檢修計劃編排管理中的應用研究

張珍 蘇顏 林慶達 莫冬媛 黃冠瑯

【摘? 要】電網是一個復雜的能源互聯系統，每個設備的啟停都會改變電網的運行方式，可能造成安全隱患。為保證電網的安全經濟運行，需要定期根據電力設備的運行狀況安排檢修。論文對檢修計劃編排中存在的問題進行了研究，基于電網圖數據庫的知識圖譜構建與推理引擎技術，提供了一種停電檢修計劃編排智能輔助方法，以提升電力調度人員檢修計劃編排的效率。

【Abstract】Power grid is a complex energy interconnection system. The start and stop of each device will change the operation mode of power grid， which may cause security risks. In order to ensure the safe and economical operation of power grid， regular maintenance should be arranged according to the running status of power equipment. This paper studies the problems existing in maintenance plan arrangement， and provides an intelligent auxiliary method for maintenance plan arrangement of power outage based on the knowledge graph construction and reasoning engine technology of power grid graph database， so as to improve the efficiency of maintenance plan arrangement of power dispatching personnel.

【關鍵詞】電力知識圖譜;停電檢修;計劃編排

【Keywords】power knowledge graph; outage maintenance; plan arrangement

【中圖分類號】TM507? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）11-0185-03

1 引言

智能電網運行中集合了人工智能、大數據、負荷預測以及知識圖譜等諸多先進的技術類型，形成了較為高效的電力運行模式。在使用知識圖譜技術時，更加有效地對調度模型數據的構建打下了良好的基礎，提升整體停電檢修計劃的編排管理水平，滿足當下電網調度的實際需求。在本文的分析中，就主要基于電力知識圖譜，闡述其在停電檢修計劃的編排管理工作當中的運用。

2 知識圖譜的定義

知識圖譜是一種由谷歌公司研發出的技術類型，該技術本質上是為提升搜索引擎的功能性所構建出的一個輔助知識庫。知識圖譜的定義主要是過程與自身特性2個視角。從過程視角的角度進行分析，現階段諸多學者認為知識圖譜技術就是將數學、圖形學以及信息可視化技術等諸多理論，融合到計量學引文分析、共現分析等分析方式，進而充分利用可視化的圖譜形象，對其學科當中核心以及發展歷史進行展現。從技術特征角度進行分析，這種知識圖譜則是一種語義知識庫，以此可以充分地利用符號的方式，對物理世界當中的諸多概念進行闡述，同時也相應地可以闡明關系。從自身特性來看，知識圖譜則是結構化的語義知識庫，用于以符號形式描述物理世界中的概念及其相互關系，其基本組成單位是“實體—關系—實體”三元組，實體間通過關系相互聯結，構成網狀的知識結構。

3 電力領域中的知識圖譜

電力行業的發展直接關乎著國家的未來發展，是最基礎的能源體系之一，廣泛地應用到社會的各個領域中。但是伴隨著全世界朝著環保的方向發展下去，使得對于能源管理有著更加高的標準與要求，因此對于電力行業的發展，也提出了諸多節能環保方面的要求，需要進行管理模式的創新與擴展。但是，傳統的電力行業運營模式下，始終無法滿足現階段的節能環保需求。同時，在電力生產的環節，對于電力數據的利用率已經達到了瓶頸階段，無法繼續高效率地提升。

在電力系統的運行中，如在發電、輸電、變電、配電以及用電的諸多環節，都會產生大量的數據信息，加上電力企業為了實現穩定的運行，也要投入大量的人力成本與物資成本，全企業進行協同工作管理，進而也產生了大量的數據信息，形成了較為復雜的電力數據資源體系。

知識圖譜在電力行業當中的應用，是一種為電力企業構建出智能知識網絡的途徑，以此讓電力企業可以實現大規模的結構化管理。知識圖譜在電力領域的典型應用如圖1所示。在知識圖譜與電力領域的融合中，其數據之間的相互結合，可以將原本過于零散的數據信息進行有效的整合，以此充分保障未來的電網數據可以實現良好的整合，并通過充分的信息挖掘，實現各種信息的價值提升。將知識圖譜與電力領域知識、數據相結合，構建電力知識圖譜。一方面，可以將電力領域零散分布且結構多樣的數據進行有效處理和組織，保證電網的數據能“一處錄入，全網使用”，為信息的真實性、一致性和完整性提供保障。另一方面，知識圖譜可以賦能電力系統，使其具備知識挖掘分析、推理的能力。在此基礎上，充分借助移動互聯網、人工智能等先進技術，實現將各種信息傳感設備與通信信息資源結合，使電力系統的智能化進一步提升，為電力系統的安全運行、有效管理、資產利用、精準投資以及優質服務提供了一條新出路。

構建電力知識圖譜不僅能夠提高電力企業的數據利用率，保障電力相關數據資源的真實性、完整性及統一性，以實現未來建設信息集成平臺的目標，還能夠拓展并深化電力領域的相關研究，使相關技術方法更好地應用于電力相關工作，助力電力企業的轉型發展。可以說，構建出完善的電力系統知識圖譜，不僅推動了電力企業的數據利用效率的提升，同時也相應地保障了數據的較高的可靠性，使其數據信息可以得到充分的利用。

4 知識圖譜在停電檢修計劃編排管理中的應用

4.1 現狀分析

停電檢修計劃編排目前在計劃編排和編排管理基礎兩方面存在問題：一方面，在計劃編排上，各部門、各單位計劃編排人員的業務水平差別較大，而且因計劃制定編排的工作量大，使計劃制定編排人員無法充分評估計劃的工作量及均衡性，導致計劃的合理性和均衡性欠佳，計劃執行信息渠道受限，無法快速查詢獲得設備的相關信息，如設備缺陷、運行情況及潛在風險等;另一方面，在編排管理上，關于停電檢修編排工作的制度及指導文件主要針對停電檢修計劃管理的整體業務指導，但對于實際操作及要求的內容方面，指導文件不足以產生有效指導。另外，未對停電檢修計劃編排工作的相關經驗、要求及規范等內容進行系統化、規范化以及統一化，系統智能化程度較低。這在一定程度上增加了員工工作量，降低了計劃編排的工作效率。

4.2 技術框架

從執行主體的角度進行分析，可以將其停電檢修計劃編排工作分成計劃上報執行主體與計劃統籌編排主體這2種不同的類型。其中，計劃上報執行主體當中，主要涉及生技部、市場部以及電網用戶等諸多方面，而對于計劃統籌編排主體，就是系統的運行部門，明確了這2個工作主體之后，就可以有效地利用好知識圖譜技術。知識圖譜在停電檢修計劃編排管理的應用探索框架如圖2所示。

4.3 實際應用

4.3.1 計劃上報執行

知識圖譜技術可以應用于計劃上報階段中。第一，結合業務相關規則及要求，能夠對線路設備、上報的計劃內容進行識別分析、預警提醒。如基于電網拓撲結構的知識圖譜，根據線路及設備的相關參數，形成關系清晰、格式統一的關聯知識網絡。基于編排規則及要求，自動分析出計劃中可以捏合的計劃或互斥約束。第二，以知識圖譜及臺賬等信息為依據，分析識別停電范圍里的桿塔與其他線路是否存在同桿架設、導線段與其他線路交叉跨越的情況。第三，接入如國家以及各級政府的新聞數據庫、氣候信息數據等外部數據庫并進行數據關聯，借助知識圖譜的統計、推理技術，適時將相關信息推薦給計劃制定的相關人員。

在計劃執行階段，知識圖譜技術可應用在信息查詢功能方面，基于電網拓撲的計劃信息識別提醒、針對不同業務類別人員的外部數據庫信息以及負荷預測數據的定期智能推送，為計劃制定提供依據及輔助，逐步改變人員制定計劃工作模式，使計劃執行更為高效、高質量，計劃執行質量得到進一步的保障。知識圖譜對計劃上報執行中的技術應用如圖3所示。

4.3.2 計劃統籌編排

在計劃審核階段，一方面，知識圖譜根據現有審核工作內容及經驗梳理提煉出停電檢修計劃的審核規則并形成結構化的審核規則知識體系數據庫，方便員工查詢了解停電檢修計劃的審核要求。并且，結構化的審核規則數據庫能夠為后續系統智能化建設的審批功能優化提供知識支撐。另一方面，知識圖譜的知識計算技術應用能夠有效提高現有系統智能化程度，使審批工作更加便捷、高效。具體應用如圖4所示。

在計劃編排階段，因整體停電檢修計劃主要依靠傳統經驗以及較為基礎的編排模型進行編排，當編排工作量大時會導致停電檢修計劃編排因計劃工作量超負荷、計劃涉及的設備負荷等原因導致計劃延后、取消的問題。所以，對計劃的評估規則、模型以及計劃編排手段的優化十分必要。知識圖譜技術能夠應用于計劃評估模型以及計劃編排手段優化當中，通過對內部計劃編排相關的信息、數據收集處理，并接入外部數據庫，借助知識融合、知識加工等技術整合內外部資源構建停電檢修計劃編排的知識庫。這不僅能指導系統運行部建立并持續優化停電檢修計劃評價模型，還能豐富計劃編排方法，提高計劃編排技術水平。與此同時，還能基于電網拓撲、線路設備信息、業務臺賬等知識圖譜，結合相關規則對整體計劃進行優化提醒。

5 結語

綜上所述，在現階段的電力行業的發展中，在電力行業停電檢修計劃編排管理工作中應用知識圖譜技術，具有一定的經濟效益和社會效益，可以全面地保障停電檢修計劃工作有計劃、有安排地實施，也有利于提高停電檢修質量，便于檢修工作的管理，保障電力企業的穩定運行。基于知識圖譜在停電檢修計劃編排工作的技術應用方面，可開發個性化信息的精準智能化推薦功能。一方面，根據崗位工作內容進行個性化信息的精準智能化推送，能夠為個人的實際工作提供工作提醒、決策支持;另一方面，將業務的相關信息（包括業務指導書、業務經驗分享、業務研究成果以及時事政治）精準智能化推送至個人，可逐步地提高員工的工作能力及業務水平、拓寬工作思路，從而起到了輔助公司培養內部人才的作用。

【參考文獻】

【1】戴宇欣，張俊，季知祥，等.基于功能缺陷文本的電力系統二次設備智能診斷與輔助決策[J].電力自動化設備，2021，41（06）：184-194.

【2】王福賀，海威，張越，等.電網線路故障處置智能調度機器人研究及應用[J].電氣自動化，2021，43（03）：1-3+23.

【3】劉鵬，季知祥.基于知識圖譜的二次設備缺陷智能診斷與識別應用研究及實現[J].電力信息與通信技術，2021，19（05）：31-38.

【4】李瑞琪，李佳，韋莎，等.知識圖譜產業應用及標準化需求研究[J].信息技術與標準化，2021（05）：11-16.