自然语言处理技术在配网调度业务的应用研究

2023-03-27邱泽坚陈凤超

农村电气化 2023年2期

邱泽坚，陈凤超，张锐

（广东电网有限责任公司东莞供电局，广东东莞 523000）

在配电网计划停电检修和停复电操作业务中，调度员通过人工审核停电申请单、填写调度命令票、记录执行信息等，存在工作量大、效率低下等问题，存在因人为疏忽导致误记录、误调度、误操作等安全问题。随着自然语言处理技术的不断更新迭代和应用，实用化水平也不断提高，将其应用于配网调度业务，辅助分析停电申请单，提高调度员填写调度命令票效率，降低人为出错概率，对保障配电网安全、稳定、高效运行具有重要意义。

1 研究思路

1.1 研究现状

自然语言处理技术主要研究方向有语义分析、信息抽取、语音识别、知识推理、智能问答和机器翻译，在电网业务中主要应用于电网设备数据挖掘、招标资料数据查重、规章制度内容智能搜索等。从其他应用领域来看，越来越多的行业使用自然语言处理技术，例如法律行业，人们使用自然语言处理技术辅助实现案例快速搜索、法律文书自动生成、法律咨询智能问答等。

1.2 设计思路

基于现有的配网调度运行管理业务系统，针对影响调度台最大、业务量最大的计划停电检修和停复电操作场景，应用自然语言处理的中文分词技术对停电申请单内容进行解析。配网停电申请单中的信息包括该项停电计划的工作内容、停电范围、停电设备、安全措施等，这些内容文本使用专业的调度术语，具备可分词分类的数据特点。完成解析后与配网调度基础命令票库进行匹配，自动生成配网调度命令票，提高配网调度员拟票效率和准确性。如图1 所示。

图1 设计思路

2 业务应用场景研究

2.1 搭建配网调度基础命令票库

基础命令票库的搭建须符合广东电网配网调度操作细则要求，采用结构化的方式进行搭建，将操作任务和操作步骤拆分为动词、设备类型、设备状态等分词，根据不同的操作设备和目标状态进行分词组合，形成停复电调度命令票。调度命令票的动词主要包括“断开”“合上”“拉开”“投入”“退出”等；设备类型主要包括“开关”“刀闸”“配变”等；设备状态主要包括“运行”“热备用”“冷备用”“检修”等。

基础命令票库包括设备操作类型、操作任务、调度命令票类型、操作步骤等内容。

设备操作类型根据停电申请单解析得到的操作设备与配网单线图进行匹配，分析其拓扑得出设备操作类型结果。设备操作类型包括单辐射线路操作、单配变操作、无联络多配变（多单辐射线路）操作、双电源点线路段操作、多电源点线路段操作等。

操作任务根据停电申请单解析得到的设备操作目标状态进行匹配，操作任务主要包括某设备后段线路由A 设备状态转为B 设备状态、某配变由A设备状态转为B 设备状态、a 设备至b 设备段线路由A 设备状态转为B 设备状态等。

调度命令票类型根据操作任务进行匹配，主要包括综合令和逐项令2 种。

操作步骤根据操作任务和停电申请单解析得到的操作设备进行二次分析，匹配配网单线图拓扑数据，生成每个设备的操作步骤内容，同时须判断该设备是否具备遥控操作能力，若是，则在操作步骤中增加遥控字眼。

2.2 配网停电申请单内容解析

配网停电申请单主要解析内容包括停电范围、停电设备、一次设备安全措施、二次设备安全措施等。通过对以上内容应用分词技术进行解析，得出本项停电计划须操作的设备和设备转至检修状态的范围。例如某停电申请单停电范围是“110 kV 花园变电站10 kV 兰花线10 kV 横江村公用配电站801开关后段线路”，应用分词技术可解析出“110 kV花园变电站”“10 kV 兰花线”“10 kV 横江村公用配电站”“801 开关”等词组；停电申请单一次设备安全措施是“110 kV 花园变电站10 kV 兰花线10 kV 横江村公用配电站801 开关在分闸位置；110 kV 花园变电站10 kV 兰花线10 kV 横江村公用配电站801 开关后段线路转检修”，可解析出停电后设备状态是“801 开关在分闸位置”“801 开关后段线路转检修”。对停电申请单进行分词解析的目的是获取具体的操作设备目标和设备的操作后目标状态。

2.3 配网单线图解析

配电自动化系统从GIS 系统获取的配网单线图，包含配网设备台账和电网拓扑数据，将单线图解析为结构化数据进行存库，可用于结合设备名称和设备操作后目标状态进行综合分析设备操作逻辑。

2.4 智能生成配网调度命令票

根据停电申请单内容解析得出操作设备和目标状态，结合基础命令票库进行一一匹配，提取对应的操作任务，再与票库中标准的结构化数据进行相互校验，根据单线图设备状态和拓扑数据，组合生成调度命令票，若匹配不成功，则跳转至人工拟票。其中的匹配校核逻辑主要包括：

根据停电申请单提取的设备名称和目标状态，匹配配电自动化系统设备实时状态和拓扑信息，校验一次设备操作前安全措施是否正确。

从配电自动化系统提取操作设备是否可遥控信息，用于分析生成该设备操作步骤时，是否使用遥控操作。根据基础命令票库规则，对生成的操作任务和操作步骤进行修正编排，进而生成符合调度规范术语的调度命令票。

以2022 年某配网停电申请单为例，其停电设备是“110 kV 卢溪站10 kV 大道线10 kV 大道公用电缆分接箱603 开关后段线路”，一次设备安全措施是“（1）110 kV 卢溪站10 kV 大道线10 kV 大道公用电缆分接箱603 开关在分闸位置；（2）110 kV卢溪站10 kV 大道线10 kV 大道公用电缆分接箱603 开关线路侧转检修”。根据上述匹配校核逻辑，首先，与配电自动化系统匹配603 开关在合闸位置，603 开关线路侧在运行状态，操作前状态正确。其次，获取603 开关设备台账，得知该开关非可遥控设备，生成操作步骤时无须增加遥控字眼描述。最后，根据基础命令票规则，符合综合令类型，对生成的操作任务和操作步骤根据典型票格式进行修正编排，生成符合调度规范术语的调度命令票，其操作任务为“将110 kV 卢溪站10 kV 大道线10 kV 大道公用电缆分接箱603 开关线路侧由运行转检修”。

2.5 智能成票日志记录

配网调度命令涉及电网运行和现场设备操作安全，对其正确性要求极高，为确保每项智能成票均有迹可循，须生成详细的记录，包括停电申请单号、调度命令票令号、命令票状态、命令票类型、拟票调度员、创建时间等信息。如表1 所示。

表1 智能成票日志记录界面设计

2.6 操作风险分析

根据调度命令票结构化信息中的设备信息和目标状态，提取停电设备信息，结合站-线-变-户关系台账，分析每个停电设备影响的用户数，结合停电申请单计划停电时间和计划复电时间，计算停电时长，最后按照电力事故事件调查规程规定的事故等级分类标准，实时分析该项操作的风险等级，并展示给执行操作的调度员，实现风险预警。如表2所示。