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(wǎng)是一個復雜的能源互聯(lián)系統(tǒng)，每個設備的啟停都會改變電網(wǎng)的運行方式，可能造成安全隱患。為保證電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行，需要定期根據(jù)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(wǎng)圖數(shù)據(jù)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(diào)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(wǎng)運行中集合了人工智能、大數(shù)據(jù)、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(diào)度模型數(shù)據(jù)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(wǎng)調(diào)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(fā)出的技術類型，該技術本質(zhì)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(xiàn)階段諸多學者認為知識圖譜技術就是將數(shù)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(xiàn)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(fā)展歷史進行展現(xiàn)。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(lián)結，構成網(wǎng)狀的知識結構。

3 電力領域中的知識圖譜

電力行業(yè)的發(fā)展直接關乎著國家的未來發(fā)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(huán)保的方向發(fā)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(yè)的發(fā)展，也提出了諸多節(jié)能環(huán)保方面的要求，需要進行管理模式的創(chuàng)新與擴展。但是，傳統(tǒng)的電力行業(yè)運營模式下，始終無法滿足現(xiàn)階段的節(jié)能環(huán)保需求。同時，在電力生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，對于電力數(shù)據(jù)的利用率已經(jīng)達到了瓶頸階段，無法繼續(xù)高效率地提升。

在電力系統(tǒng)的運行中，如在發(fā)電、輸電、變電、配電以及用電的諸多環(huán)節(jié)，都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，加上電力企業(yè)為了實現(xiàn)穩(wěn)定的運行，也要投入大量的人力成本與物資成本，全企業(yè)進行協(xié)同工作管理，進而也產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)信息，形成了較為復雜的電力數(shù)據(jù)資源體系。

知識圖譜在電力行業(yè)當中的應用，是一種為電力企業(yè)構建出智能知識網(wǎng)絡的途徑，以此讓電力企業(yè)可以實現(xiàn)大規(guī)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(shù)據(jù)之間的相互結合，可以將原本過于零散的數(shù)據(jù)信息進行有效的整合，以此充分保障未來的電網(wǎng)數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)良好的整合，并通過充分的信息挖掘，實現(xiàn)各種信息的價值提升。將知識圖譜與電力領域知識、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行有效處理和組織，保證電網(wǎng)的數(shù)據(jù)能“一處錄入，全網(wǎng)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(tǒng)，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(lián)網(wǎng)、人工智能等先進技術，實現(xiàn)將各種信息傳感設備與通信信息資源結合，使電力系統(tǒng)的智能化進一步提升，為電力系統(tǒng)的安全運行、有效管理、資產(chǎn)利用、精準投資以及優(yōu)質(zhì)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(yè)的數(shù)據(jù)利用率，保障電力相關數(shù)據(jù)資源的真實性、完整性及統(tǒng)一性，以實現(xiàn)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(yè)的轉型發(fā)展?？梢哉f，構建出完善的電力系統(tǒng)知識圖譜，不僅推動了電力企業(yè)的數(shù)據(jù)利用效率的提升，同時也相應地保障了數(shù)據(jù)的較高的可靠性，使其數(shù)據(jù)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(xiàn)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(yè)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(zhí)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(yè)務指導，但對于實際操作及要求的內(nèi)容方面，指導文件不足以產(chǎn)生有效指導。另外，未對停電檢修計劃編排工作的相關經(jīng)驗、要求及規(guī)范等內(nèi)容進行系統(tǒng)化、規(guī)范化以及統(tǒng)一化，系統(tǒng)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(zhí)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(zhí)行主體與計劃統(tǒng)籌編排主體這2種不同的類型。其中，計劃上報執(zhí)行主體當中，主要涉及生技部、市場部以及電網(wǎng)用戶等諸多方面，而對于計劃統(tǒng)籌編排主體，就是系統(tǒng)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(zhí)行

知識圖譜技術可以應用于計劃上報階段中。第一，結合業(yè)務相關規(guī)則及要求，能夠對線路設備、上報的計劃內(nèi)容進行識別分析、預警提醒。如基于電網(wǎng)拓撲結構的知識圖譜，根據(jù)線路及設備的相關參數(shù)，形成關系清晰、格式統(tǒng)一的關聯(lián)知識網(wǎng)絡?；诰幣乓?guī)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(jù)，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(shù)據(jù)庫、氣候信息數(shù)據(jù)等外部數(shù)據(jù)庫并進行數(shù)據(jù)關聯(lián)，借助知識圖譜的統(tǒng)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(zhí)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(wǎng)拓撲的計劃信息識別提醒、針對不同業(yè)務類別人員的外部數(shù)據(jù)庫信息以及負荷預測數(shù)據(jù)的定期智能推送，為計劃制定提供依據(jù)及輔助，逐步改變?nèi)藛T制定計劃工作模式，使計劃執(zhí)行更為高效、高質(zhì)量，計劃執(zhí)行質(zhì)量得到進一步的保障。知識圖譜對計劃上報執(zhí)行中的技術應用如圖3所示。

4.3.2 計劃統(tǒng)籌編排

在計劃審核階段，一方面，知識圖譜根據(jù)現(xiàn)有審核工作內(nèi)容及經(jīng)驗梳理提煉出停電檢修計劃的審核規(guī)則并形成結構化的審核規(guī)則知識體系數(shù)據(jù)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(guī)則數(shù)據(jù)庫能夠為后續(xù)系統(tǒng)智能化建設的審批功能優(yōu)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(xiàn)有系統(tǒng)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(tǒng)經(jīng)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(guī)則、模型以及計劃編排手段的優(yōu)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(yōu)化當中，通過對內(nèi)部計劃編排相關的信息、數(shù)據(jù)收集處理，并接入外部數(shù)據(jù)庫，借助知識融合、知識加工等技術整合內(nèi)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(tǒng)運行部建立并持續(xù)優(yōu)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(wǎng)拓撲、線路設備信息、業(yè)務臺賬等知識圖譜，結合相關規(guī)則對整體計劃進行優(yōu)化提醒。

5 結語

綜上所述，在現(xiàn)階段的電力行業(yè)的發(fā)展中，在電力行業(yè)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(jīng)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(zhì)量，便于檢修工作的管理，保障電力企業(yè)的穩(wěn)定運行?；谥R圖譜在停電檢修計劃編排工作的技術應用方面，可開發(fā)個性化信息的精準智能化推薦功能。一方面，根據(jù)崗位工作內(nèi)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(yè)務的相關信息（包括業(yè)務指導書、業(yè)務經(jīng)驗分享、業(yè)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(yè)務水平、拓寬工作思路，從而起到了輔助公司培養(yǎng)內(nèi)部人才的作用。

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