CN114722795A - 一种基于ai算法的配电网智能成票系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于AI算法的配电网智能成票系统，配电自动化子系统，用于提供配电网相关数据；配电网智能成票子系统，部署在安全三区，包括基础组件单元和智能成票单元，用于从配电自动化子系统的三区镜像库同步配电网设备拓扑及实时遥信遥测；配网网络发令子系统，连接配电网智能成票子系统，用于实现操作票及执行结果数据交互同步。该系统利用智能成票单元等AI算法模块，提高成票系统处理效率和准确率，提高全社会供电可靠性，为保障电网安全稳定运行提供强有力的支撑。

Description

一种基于AI算法的配电网智能成票系统

技术领域

本发明涉及电网管理技术领域，具体为一种基于AI算法的配电网智能成票系统。

背景技术

近年来，电网负荷迅猛增长，电网规模不断扩大，配网调度任务越来越重，配电设备操作量日益增多，全网书面、非书面调度指令每年已达万余条。但配调倒闸操作仍采取传统的手工开票模式，完全依赖调度员个人的业务经验，票面内容无法做到规范统一，设备编号、名称及状态信息多有笔误的情况，从根源上埋下了配网操作安全隐患。随着人员承载力与不断增长的配网调度业务之间的矛盾日趋严重。如何利用机器提高生产流程效率，使调度员从机械的体力劳动中脱离出来，得以专注于风险分析和生产管控，成为配网调度专业当下急需要解决的一个主要问题，研究并建设配电网智能成票系统已迫在眉睫。

传统操作票手工成票模式单一、效率低下、容易操作干扰等适用性缺陷，比如电话干扰、噪音误扰、检修工作延误、紧急的事故处理等，造成调控员工作忙乱、思绪不连贯等现象，影响调控员工作效率。

发明内容

针对现有技术工作效率低下，处理错误率高的问题，本发明提供了一种基于AI算法的配电网智能成票系统，利用智能成票单元等AI算法模块，提高成票系统处理效率和准确率，提高全社会供电可靠性，为保障电网安全稳定运行提供强有力的支撑。

以下是本发明的技术方案。

一种基于AI算法的配电网智能成票系统，包括：

配电自动化子系统，用于提供配电网相关数据；

配电网智能成票子系统，部署在安全三区，包括基础组件单元和智能成票单元，用于从配电自动化子系统的三区镜像库同步配电网设备拓扑及实时遥信遥测；

配网网络发令子系统，连接配电网智能成票子系统，用于实现操作票及执行结果数据交互同步。

作为优选，所述基础组件单元包括：数据接入模块、操作任务解析模块、拓扑分析模块、操作票推理模块、操作票序列生成模块和结构化编辑模块；

所述智能成票单元包括：图形智能成票模块、设备状态智能成票模块和关联检修计划智能成票模块。

作为优选，所述数据接入模块用于执行以下步骤：

从配网OMS、配电自动化子系统接入智能成票需要的数据，从配网OMS系统获取结构化检修计划中的停电设备及目标状态，作为初始输入数据；

从配电自动化子系统读取电网的模型数据和实时数据，并存储在数据库中，当源端数据更新时，自动同步最新数据；

从配电自动化子系统的服务器读取配网开关、刀闸的实时运行状态和潮流方向，获取电网实时状态和潮流数据。

作为优选，所述操作任务解析模块用于执行以下步骤：

设备停电要求、安全措施相关配网事实的集合构建检修计划对应的事实库，对相关检修票信息进行机器理解及检修计划的操作任务解析；

其中，对于检修票中结构化的检修信息，通过电网唯一设备编号查询确定操作任务信息中的设备主体；

对于检修票中的非结构化信息，应用正则表达式建立检修计划对应的句法知识库，基于知识库抽取设备信息，辨识检修计划文本中词语组合从属关系，理解操作任务的文字句意，进一步根据本文采用的知识表示方式将所解析的信息转换成事实库。

作为优选，所述拓扑分析模块用于执行以下步骤：

对检修计划相关电网数据进行查询和拓扑分析，给出操作目的所涉及的设备信息、拓扑关系和设备的实时状态，并识别电网接线方式；

采用图数据结构对电网进行表示和存储，图数据结构由节点、边和属性构成，电网一次设备作为节点，边表示设备间连接关系，属性表示设备相关参数；

通过检修计划解析结果中的厂站和设备信息，基于电网模型库建立局部模型的图结构，进行拓扑分析时采用图搜索；

结合包括遥信状态和潮流数据的实时信息，将操作范围内拓扑分析结果和相关设备数据转化为包括接线方式和调管关系的事实。

作为优选，所述操作票推理模块用于执行以下步骤：

检修计划形成事实库后，操作票推理模块通过调用推理机，采用前向推理策略进行相应的推理，在每次规则匹配推理完成后，结论将作为新知识添加到本体知识库中为下一次规则匹配增加条件，同时模块将模拟实际调度操作执行时对相关设备状态进行更新；

当检测到事实库中的设备目标状态与其当前状态一致并且所有操作任务知识均已被匹配过，模块将停止继续匹配规则库完成操作票的推理；

基于配电网操作相关事实建立配网术语库，术语内容由事实集合构成，按设备类型、接线方式、初始状态、操作分别配置操作术语，对于规则执行结果，推理机将一条或多条结果与术语库进行匹配，输出对应的操作指令语句。

作为优选，所述操作票序列生成模块用于执行以下步骤：

基于推理过程中记录的设备状态转换信息，将操作指令与开关、刀闸、接地刀闸的拉合操作进行关联，由此生成符合操作指令顺序和要求的操作序列。

作为优选，所述结构化编辑模块在运行时包括：

对于智能生成的操作票，配电网智能成票子系统通过成票方式对字段进行标识，若需对票面进行微调，默认采用结构化编辑模式；

结构化编辑模块是将指令分解为多个事实的集合，并按事实类型生成设备选择器、设备状态下拉框等控件，支持用户对指令进行结构化编辑。

本发明的实质性效果包括：

一、提升调度操作处置效率：传统操作票手工成票模式单一、效率低下、容易操作干扰等适用性缺陷，比如电话干扰、噪音误扰、检修工作延误、紧急的事故处理等，造成调控员工作忙乱、思绪不连贯等现象，影响调控员工作效率，项目通过研究电网拓扑图元推理、申请单成票规则自主学习、智能交互、防误校核等方面，实现申请单成票、图形成票、以及状态成票，并实现一站式智能同步交互，实现与网络化下令无缝衔接，提升电网调度操作处置效率。

二、提升电网设备状态掌控能力：实现操作票、申请单、配调自动化系统等数据的多元数据融合，成票过程自动识别设备实时状态，以及设备事件关联，加强设备实时态势的感知能力，满足调控员掌握关联站端、设备停电、复电、延期、工作受阻、风险处理等情况。进一步提升设备状态的掌控能力，提升管理效能。

三、提升调度工作智能化水平：运用计算机网络神经、人工智能等技术，研发电力的智能成票系统，实现传统的调度从经验成票向智能化成票模式转变，提升调度控制智能化水平，实现了停电管控精准化、透明化及集约化管控，提高全社会供电可靠性，为保障电网安全稳定运行提供强有力的支撑。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构框图；

图2为本发明实施例中数据接入模块的原理架构图；

图3为本发明实施例中的操作任务解析模块的原理架构图；

图4为本发明实施例中的拓扑分析模块的原理架构图；

图5为本发明实施例中操作票推理模块的运行流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例，对本技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例：

一种基于AI算法的配电网智能成票系统，如图1所示，该系统包括：配电网智能成票子系统、配网网络发令子系统和配电自动化子系统，配电网智能成票子系统部署在安全三区，从配电自动化子系统的三区镜像库同步配电网设备拓扑及实时遥信遥测；与配网网络发令子系统实现操作票及执行结果数据交互同步；配电网智能成票子系统包括：基础组件单元和智能成票单元。

其中，基础组件单元包括：数据接入模块、操作任务解析模块、拓扑分析模块、操作票推理模块、操作票序列生成模块、结构化编辑模块；智能成票单元包括：图形智能成票模块、设备状态智能成票模块、关联检修计划智能成票模块。以此，该系统通过研究电网拓扑图元推理、申请单成票规则自主学习、智能交互、防误校核等方面，实现申请单成票、图形成票、以及状态成票应用，并实现一站式智能同步交互，实现与网络化下令无缝衔接，提升电网调度操作处置效率；运用计算机网络神经、人工智能等技术，研发电力的智能成票系统，实现传统的调度从经验成票向智能化成票模式转变，提升调度控制智能化水平，实现了停电管控精准化、透明化及集约化管控，提高全社会供电可靠性，为保障电网安全稳定运行提供强有力的支撑。

如图2所示，数据接入模块在运行时包括：

从配网OMS、配电自动化子系统接入智能成票需要的数据。从配网OMS系统获取结构化检修计划中的停电设备及目标状态，作为初始输入数据；

从配电自动化子系统读取电网的模型数据和实时数据，接入的数据存储在自身数据库中，当源端数据更新时，操作票系统自动同步最新数据；

对于电网实时状态和潮流数据的获取，系统采用从配电自动化子系统的服务器下载实时E文件的方式，E文件中包含了配网开关、刀闸的实时运行状态和潮流方向；

配电网智能成票子系统对其解析后得到配网开关和刀闸当前的运行状态，以及开关的潮流方向，并进一步判断其他设备当前的状态，将相关实时数据存储在数据库中。

如图3所示，操作任务解析模块在运行时包括：

设备停电要求、安全措施相关配网事实的集合构成了检修计划对应的事实库，实现检修计划的操作任务解析需要对相关检修票信息进行机器理解；

对于结构化的检修信息，通过电网唯一设备编号查询数据库中相关设备，从而确定操作任务信息中的设备主体；

对于检修票中的非结构化信息，系统应用正则表达式建立检修计划对应的句法知识库，基于知识库抽取设备信息，能够辨识检修计划文本中词语组合从属关系，从而精准理解操作任务的文字句意，进一步根据本文采用的知识表示方式将所解析的信息转换成事实库。

如图4所示，拓扑分析模块在运行时包括：

操作目的解析完成后，需要就检修计划相关电网数据进行查询和拓扑分析，给出操作目的所涉及的设备信息、拓扑关系和设备的实时状态等，并且能够识别电网接线方式；

采用图数据结构对电网进行表示和存储，图数据结构由节点、边和属性构成，电网一次设备作为节点，边表示设备间连接关系，属性表示设备相关参数；

通过检修计划解析结果中的厂站和设备信息，基于电网模型库建立局部模型的图结构，进行拓扑分析时采用图搜索；

结合遥信状态和潮流数据等实时信息，将操作范围内拓扑分析结果和相关设备数据转化为接线方式、调管关系等事实。

如图5所示，操作票推理模块在运行时包括：

配电网智能成票子系统的成票满足配网各种操作范围广的运行方式调整和二次设备更改等复杂配网调度任务的要求，检修计划形成事实库后，系统的配网操作票推理模块通过调用推理机，采用前向推理策略进行相应的推理，在每次规则匹配推理完成后，结论将作为新知识添加到本体知识库中为下一次规则匹配增加条件，同时模块将模拟实际调度操作执行时对相关设备状态进行更新；

当检测到事实库中的设备目标状态与其当前状态一致并且所有操作任务知识均已被匹配过，模块将停止继续匹配规则库完成操作票的推理；

配电网智能成票子系统基于配电网操作相关事实建立配网术语库，术语内容由事实集合构成，按设备类型、接线方式、初始状态、操作等事实分别配置操作术语，对于规则执行结果，推理机将一条或多条结果与术语库进行匹配，输出对应的操作指令语句。

操作票序列生成模块在运行时包括：

配电网智能成票子系统在操作票推理完成后，需要同时生成操作票对应的具体倒闸操作序列，配电网智能成票子系统基于推理过程中记录的设备状态转换信息，将操作指令与开关、刀闸、接地刀闸的拉合操作进行关联，由此生成符合操作指令顺序和要求的操作序列。

所述结构化编辑模块在运行时包括：

对于智能生成的操作票，配电网智能成票子系统通过成票方式对字段进行标识，若需对票面进行微调，默认采用结构化编辑模式；

结构化编辑模块是将指令分解为多个事实的集合，并按事实类型生成设备选择器、设备状态下拉框等控件，支持用户对指令进行结构化编辑。

通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将具体装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的结构和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的关于结构的实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个结构，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，结构或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于AI算法的配电网智能成票系统，其特征在于，包括：

配电自动化子系统，用于提供配电网相关数据；

配电网智能成票子系统，部署在安全三区，包括基础组件单元和智能成票单元，用于从配电自动化子系统的三区镜像库同步配电网设备拓扑及实时遥信遥测；

配网网络发令子系统，连接配电网智能成票子系统，用于实现操作票及执行结果数据交互同步。

2.根据权利要求1所述的一种基于AI算法的配电网智能成票系统，其特征在于，

所述基础组件单元包括：数据接入模块、操作任务解析模块、拓扑分析模块、操作票推理模块、操作票序列生成模块和结构化编辑模块；

所述智能成票单元包括：图形智能成票模块、设备状态智能成票模块和关联检修计划智能成票模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于AI算法的配电网智能成票系统，其特征在于，所述数据接入模块用于执行以下步骤：

从配网OMS、配电自动化子系统接入智能成票需要的数据，从配网OMS系统获取结构化检修计划中的停电设备及目标状态，作为初始输入数据；

从配电自动化子系统读取电网的模型数据和实时数据，并存储在数据库中，当源端数据更新时，自动同步最新数据；

从配电自动化子系统的服务器读取配网开关、刀闸的实时运行状态和潮流方向，获取电网实时状态和潮流数据。

4.根据权利要求2所述的一种基于AI算法的配电网智能成票系统，其特征在于，所述操作任务解析模块用于执行以下步骤：

设备停电要求、安全措施相关配网事实的集合构建检修计划对应的事实库，对相关检修票信息进行机器理解及检修计划的操作任务解析；

其中，对于检修票中结构化的检修信息，通过电网唯一设备编号查询确定操作任务信息中的设备主体；

对于检修票中的非结构化信息，应用正则表达式建立检修计划对应的句法知识库，基于知识库抽取设备信息，辨识检修计划文本中词语组合从属关系，理解操作任务的文字句意，进一步根据本文采用的知识表示方式将所解析的信息转换成事实库。

5.根据权利要求2所述的一种基于AI算法的配电网智能成票系统，其特征在于，所述拓扑分析模块用于执行以下步骤：

对检修计划相关电网数据进行查询和拓扑分析，给出操作目的所涉及的设备信息、拓扑关系和设备的实时状态，并识别电网接线方式；

采用图数据结构对电网进行表示和存储，图数据结构由节点、边和属性构成，电网一次设备作为节点，边表示设备间连接关系，属性表示设备相关参数；

通过检修计划解析结果中的厂站和设备信息，基于电网模型库建立局部模型的图结构，进行拓扑分析时采用图搜索；

结合包括遥信状态和潮流数据的实时信息，将操作范围内拓扑分析结果和相关设备数据转化为包括接线方式和调管关系的事实。

6.根据权利要求2所述的一种基于AI算法的配电网智能成票系统，其特征在于，所述操作票推理模块用于执行以下步骤：

检修计划形成事实库后，操作票推理模块通过调用推理机，采用前向推理策略进行相应的推理，在每次规则匹配推理完成后，结论将作为新知识添加到本体知识库中为下一次规则匹配增加条件，同时模块将模拟实际调度操作执行时对相关设备状态进行更新；

当检测到事实库中的设备目标状态与其当前状态一致并且所有操作任务知识均已被匹配过，模块将停止继续匹配规则库完成操作票的推理；

基于配电网操作相关事实建立配网术语库，术语内容由事实集合构成，按设备类型、接线方式、初始状态、操作分别配置操作术语，对于规则执行结果，推理机将一条或多条结果与术语库进行匹配，输出对应的操作指令语句。

7.根据权利要求2所述的一种基于AI算法的配电网智能成票系统，其特征在于，所述操作票序列生成模块用于执行以下步骤：

基于推理过程中记录的设备状态转换信息，将操作指令与开关、刀闸、接地刀闸的拉合操作进行关联，由此生成符合操作指令顺序和要求的操作序列。

8.根据权利要求2所述的一种基于AI算法的配电网智能成票系统，其特征在于，所述结构化编辑模块在运行时包括：

对于智能生成的操作票，配电网智能成票子系统通过成票方式对字段进行标识，若需对票面进行微调，默认采用结构化编辑模式；

结构化编辑模块是将指令分解为多个事实的集合，并按事实类型生成设备选择器、设备状态下拉框等控件，支持用户对指令进行结构化编辑。

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