龔劍超，徐國(guó)華，戴建軍

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江 天臺(tái)317200）

1 前言

系統(tǒng)就是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機(jī)整體[1]。電力系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)，其系統(tǒng)要素相對(duì)固定，系統(tǒng)關(guān)系相對(duì)明確，有關(guān)電力生產(chǎn)的全過(guò)程研究充分，相關(guān)技術(shù)規(guī)范也十分全面，在充分發(fā)掘數(shù)據(jù)內(nèi)涵上具有良好的基礎(chǔ)。但是如何通過(guò)數(shù)據(jù)表達(dá)電力系統(tǒng)，如何利用電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)指導(dǎo)實(shí)際工作，需要一個(gè)便于利用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及利用數(shù)據(jù)的理論和方法。

本文主要討論電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化和語(yǔ)義學(xué)對(duì)于電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用的作用。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化與語(yǔ)義學(xué)結(jié)合，可以挖掘出數(shù)據(jù)在特定范圍內(nèi)的深度內(nèi)涵，并提供智能化的策略指導(dǎo)。

本文所述電力系統(tǒng)預(yù)設(shè)為一個(gè)相對(duì)封閉的系統(tǒng)，一些對(duì)電力系統(tǒng)影響不大的系統(tǒng)外環(huán)境所對(duì)應(yīng)要素和關(guān)系暫不討論。

2 系統(tǒng)要素

根據(jù)哈蒙的概念作用語(yǔ)義學(xué)觀點(diǎn)，思維的內(nèi)容是由概念的組織結(jié)構(gòu)所決定的，系統(tǒng)要素與結(jié)構(gòu)的表達(dá)也存在類似情況，即采用概念化的系統(tǒng)要素提取方法，可以提高系統(tǒng)要素的表述適用范圍，從而使系統(tǒng)要素的內(nèi)容不僅包含實(shí)物設(shè)備類，還包含電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)相關(guān)的概念內(nèi)容[2]。

電力系統(tǒng)的系統(tǒng)要素包含實(shí)物要素（設(shè)備）和非實(shí)物要素（事件或概念），其數(shù)據(jù)化描述應(yīng)能描述電力系統(tǒng)的系統(tǒng)要素，明確系統(tǒng)要素涉及的各類性質(zhì)、狀態(tài)信息。

電力系統(tǒng)的非實(shí)物要素一般指對(duì)應(yīng)的電力生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的相關(guān)事件，如電力生產(chǎn)的具體檢修、維護(hù)等工作內(nèi)容，也可以指電力行業(yè)經(jīng)營(yíng)行為，如采購(gòu)、交易等工作內(nèi)容，甚至可以是執(zhí)行某項(xiàng)工作的方法、標(biāo)準(zhǔn)。比如發(fā)電生產(chǎn)系統(tǒng)的繼電保護(hù)校驗(yàn)工作可以是一個(gè)系統(tǒng)要素，繼電保護(hù)校驗(yàn)工作中的安全措施恢復(fù)也可以是一個(gè)系統(tǒng)要素。

3 系統(tǒng)關(guān)系

在有限系統(tǒng)中，排除外部環(huán)境的影響，當(dāng)系統(tǒng)要素全面了解時(shí)，各系統(tǒng)要素之間的關(guān)系可以最簡(jiǎn)認(rèn)定為因果關(guān)系。

但是全因果關(guān)系是無(wú)法全面描述一個(gè)大規(guī)模的系統(tǒng)的。電力系統(tǒng)由于系統(tǒng)功能明確，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成一致，系統(tǒng)要素間的關(guān)系可以在一定范圍內(nèi)近似簡(jiǎn)化描述為全因果關(guān)系統(tǒng)，但是在系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)分支之間有一定關(guān)聯(lián)關(guān)系的子系統(tǒng)之間只能以對(duì)等關(guān)聯(lián)關(guān)系加以描述，以簡(jiǎn)化非重點(diǎn)關(guān)注部分的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和關(guān)系。單純以因果關(guān)系來(lái)判斷會(huì)產(chǎn)生大量變量分析，一方面消耗大量系統(tǒng)資源，另一方面由于部分要素缺失，很難得出有效結(jié)論。

4 電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的特征

4.1 電力系統(tǒng)要素相對(duì)固定，系統(tǒng)關(guān)系相對(duì)明確

電力系統(tǒng)的要素對(duì)應(yīng)于發(fā)電生產(chǎn)的全過(guò)程，其生產(chǎn)過(guò)程結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，科學(xué)規(guī)范，構(gòu)成要素及關(guān)系相對(duì)固定，系統(tǒng)關(guān)系相對(duì)明確。

4.2 電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的簡(jiǎn)化表達(dá)

電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的相關(guān)內(nèi)容眾多，系統(tǒng)關(guān)系復(fù)雜，且由于不同分支設(shè)備系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)存在差異，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也存在多種類型。

根據(jù)電力生產(chǎn)的功能明確、測(cè)量量作用過(guò)程承續(xù)性強(qiáng)，設(shè)備工作條件（或工作環(huán)境）要求嚴(yán)格的特點(diǎn)，電力生產(chǎn)設(shè)備通?？梢圆捎谩拜斎搿幚韱卧敵觥钡慕Y(jié)構(gòu)給予簡(jiǎn)化表示。涉及反饋等環(huán)節(jié)的復(fù)雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層級(jí)中通過(guò)子系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)表達(dá)，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)關(guān)系。

高度可繼承的數(shù)據(jù)可以為邏輯表達(dá)或語(yǔ)義學(xué)表達(dá)提供形式更為統(tǒng)一的表達(dá)形式。

4.3 電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有高度一致性

電力系統(tǒng)電力運(yùn)維部分各系統(tǒng)分支的構(gòu)成在同類型的近似容量等級(jí)的電力系統(tǒng)廠（站）中基本一致；且各分支系統(tǒng)的功能、系統(tǒng)關(guān)系，甚至執(zhí)行技術(shù)規(guī)范也具有高度一致性；其技術(shù)指標(biāo)與電力系統(tǒng)廠（站）類型和容量等級(jí)相應(yīng)一致，即系統(tǒng)要素和關(guān)系內(nèi)容具有高度一致性。

系統(tǒng)要素和關(guān)系內(nèi)容具有高度一致性的特點(diǎn)對(duì)于系統(tǒng)關(guān)系描述的封裝比較有益，即只要形成一個(gè)典型的電力生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，就可以在大量同類系統(tǒng)中反復(fù)應(yīng)用。

例如某電站主變保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型建立后，有關(guān)此主變保護(hù)的所有系統(tǒng)要素和各要素間的系統(tǒng)關(guān)系描述已明確，則所有與此類主變保護(hù)配置情況一致的本電站或其他電站的主變保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也可以參照此模型建立。

4.4 電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有關(guān)事件表達(dá)的形式語(yǔ)義學(xué)要求

根據(jù)形式語(yǔ)義學(xué)理論，“句子的語(yǔ)義從信息內(nèi)容上看可以分成三種類型：真值條件義、表情感嘆義和言語(yǔ)行為義?！盵3]真值條件義描述現(xiàn)象、事實(shí)的真?zhèn)危砬楦袊@義描述價(jià)值觀或主觀意愿，言語(yǔ)行為義描述行為。這三類語(yǔ)義形式的表達(dá)可以代表對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)判斷、趨勢(shì)判斷和行為指導(dǎo)。相應(yīng)的系統(tǒng)要素和關(guān)系的描述也需要就真?zhèn)?、價(jià)值判斷和事件等語(yǔ)義內(nèi)容提供相應(yīng)數(shù)據(jù)信息。

以某電壓互感器為例，該電壓互感器的狀態(tài)是工作狀態(tài)還是檢修狀態(tài)，是真值條件義描述范圍，可以用表示狀態(tài)的字段直接用真假來(lái)表示；其電壓采樣值的準(zhǔn)確度可以在表情感嘆義中描述，則需要相應(yīng)的價(jià)值判斷信息，可以用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和最優(yōu)狀態(tài)對(duì)應(yīng)語(yǔ)境下的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)來(lái)參照，通過(guò)對(duì)比計(jì)算得出價(jià)值判斷依據(jù)，并得出結(jié)論；有關(guān)該電壓互感器的檢修工作則屬于言語(yǔ)行為義描述范圍，應(yīng)有該行為（事件）的細(xì)節(jié)描述，以明確檢修工作的工作目的、執(zhí)行步驟、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等具體內(nèi)容。

真值條件義和表情感嘆義的判斷必然涉及語(yǔ)境、句義主體、判斷屬性或指標(biāo)，在不考慮語(yǔ)句形式優(yōu)美的情況下，可以忽略修飾用語(yǔ)，直接選定要素（實(shí)物或非實(shí)物）為主體，然后在此主體相關(guān)系統(tǒng)要素描述及系統(tǒng)基本信息（如時(shí)間）中選取語(yǔ)境，根據(jù)語(yǔ)境提取判斷屬性或指標(biāo)內(nèi)容，最終得出判斷結(jié)果或價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)論。語(yǔ)境的形成與要素的描述信息、該要素的系統(tǒng)關(guān)系描述信息等各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的詳細(xì)程度有關(guān)，數(shù)據(jù)內(nèi)容越多，形成的語(yǔ)境越復(fù)雜，越容易表達(dá)電力生產(chǎn)的實(shí)際情況，并根據(jù)結(jié)論推出言語(yǔ)行為義句式。

以某電壓互感器為主體情況下，有關(guān)電壓互感器的要素描述中選擇檢修周期信息，上次檢修時(shí)間信息，當(dāng)前時(shí)間信息，形成檢修是否超期的判斷指標(biāo)，并最終判斷是否超期。當(dāng)判斷為超期時(shí)，推出檢修計(jì)劃要求的言語(yǔ)行為義句式。

言語(yǔ)行為義句式必然涉及語(yǔ)境、句義主體、行為（事件）內(nèi)容。有關(guān)行為內(nèi)容在系統(tǒng)要素的行為（事件）信息中應(yīng)有詳細(xì)描述。

由此，電力系統(tǒng)事件的表達(dá)可以簡(jiǎn)單統(tǒng)一為“語(yǔ)境+主體→判斷（或語(yǔ)境+主體→事件）”的句式進(jìn)行表達(dá)。注意，主體可以是實(shí)物要素，也可以是非實(shí)物要素。

這一系列的表達(dá)可以程序自主構(gòu)建生成。但是隨機(jī)自動(dòng)構(gòu)建的句式未必是有意義的，只有通過(guò)篩選，才能實(shí)際使用；當(dāng)然也可以根據(jù)已有內(nèi)容，人工構(gòu)建句式。由于每個(gè)可用句式均包含一個(gè)結(jié)論或行為指向，數(shù)據(jù)內(nèi)涵的可用性就得到了提高。

5 系統(tǒng)要素及關(guān)系的數(shù)據(jù)化結(jié)構(gòu)描述

5.1 系統(tǒng)要素的數(shù)據(jù)化結(jié)構(gòu)描述

系統(tǒng)要素的數(shù)據(jù)描述需要明確以下內(nèi)容：

（1）系統(tǒng)要素的性質(zhì)。指明本系統(tǒng)要素是實(shí)物要素還是非實(shí)物要素，或者其他特定的要素分類性質(zhì)。

（2）系統(tǒng)要素在系統(tǒng)樹(shù)型網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)中所在結(jié)構(gòu)位置的分支、層級(jí)和點(diǎn)位描述。

（3）系統(tǒng)要素的基本內(nèi)容描述。

系統(tǒng)要素的基本內(nèi)容是語(yǔ)境構(gòu)成的重要基礎(chǔ)，其構(gòu)成與系統(tǒng)要素本身的特點(diǎn)有關(guān)，其詳細(xì)程度與生成有效句式的可能性直接相關(guān)。但是這個(gè)描述是不可能一蹴而就的，因此要素基本內(nèi)容的生成和維護(hù)需要一個(gè)過(guò)程，并且其數(shù)據(jù)的輸入需要一個(gè)自動(dòng)化的工作環(huán)境。

5.2 系統(tǒng)關(guān)系的數(shù)據(jù)化結(jié)構(gòu)描述

對(duì)應(yīng)系統(tǒng)關(guān)系的描述，應(yīng)明確以下內(nèi)容：

（1）系統(tǒng)關(guān)系的性質(zhì)。系統(tǒng)關(guān)系性質(zhì)標(biāo)明是否因果關(guān)系。

（2）系統(tǒng)關(guān)系所對(duì)應(yīng)的描述。對(duì)于因果性關(guān)系，可以因指向果加以描述，對(duì)于非因果關(guān)系，可以雙向指示，分別描述。

（3）系統(tǒng)關(guān)系的基本內(nèi)容描述。系統(tǒng)關(guān)系描述應(yīng)介紹兩個(gè)子系統(tǒng)（或要素）之間產(chǎn)生關(guān)系的原因，理論依據(jù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等。

5.3 系統(tǒng)要素及關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化描述對(duì)比

系統(tǒng)要素及關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化描述對(duì)比詳見(jiàn)表1。

表1 系統(tǒng)要素及關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化描述對(duì)比表

由表1可以看出系統(tǒng)要素及關(guān)系兩者是對(duì)立統(tǒng)一的，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化包含以下內(nèi)容：

（1）數(shù)據(jù)所描述的對(duì)象的性質(zhì)。

（2）數(shù)據(jù)所描述的對(duì)象的結(jié)構(gòu)位置及關(guān)聯(lián)信息。

（3）數(shù)據(jù)所描述的對(duì)象的基本內(nèi)容，這個(gè)基本內(nèi)容是可擴(kuò)充的，可借鑒的。

同時(shí)可以看到通過(guò)系統(tǒng)要素及關(guān)系的結(jié)構(gòu)位置的描述可以構(gòu)建系統(tǒng)關(guān)系圖。而通過(guò)系統(tǒng)要素及關(guān)系的基本內(nèi)容描述則可以構(gòu)建語(yǔ)境。

通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)關(guān)系圖及相關(guān)語(yǔ)境描述，對(duì)于電力生產(chǎn)可以：

（1）根據(jù)系統(tǒng)功能理清各系統(tǒng)之間及內(nèi)部關(guān)系，促進(jìn)實(shí)際設(shè)備智能化或工作的系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化[4]。

（2）由系統(tǒng)關(guān)系圖列出系統(tǒng)分界點(diǎn)，構(gòu)建關(guān)鍵點(diǎn)安全措施庫(kù)和系統(tǒng)危險(xiǎn)點(diǎn)預(yù)控庫(kù)。

（3）通過(guò)軟件可以重點(diǎn)突出系統(tǒng)關(guān)系圖的關(guān)注部分，明確工作重點(diǎn)。

對(duì)于數(shù)據(jù)的應(yīng)用，可以：

（1）通過(guò)電力系統(tǒng)關(guān)系圖的構(gòu)建，衍生出實(shí)時(shí)系統(tǒng)關(guān)系圖，這個(gè)圖及其相關(guān)的信息流代表著一個(gè)電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，只要做好信息網(wǎng)絡(luò)分層控制和應(yīng)用的權(quán)限管理，電力系統(tǒng)相關(guān)信息的記錄、瀏覽、統(tǒng)計(jì)等一系列行為都可以在特定條件下開(kāi)放給指定的不同類型的用戶，從而實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用。

（2）電力系統(tǒng)關(guān)系圖直接與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，由特定語(yǔ)境指導(dǎo)智能化電網(wǎng)設(shè)備按要求動(dòng)作，完成特定指標(biāo)。

6 數(shù)據(jù)內(nèi)涵發(fā)掘的研究

語(yǔ)義學(xué)數(shù)據(jù)內(nèi)涵發(fā)掘的關(guān)鍵在于生成一個(gè)個(gè)特定的語(yǔ)境，由此封閉語(yǔ)境，對(duì)特定事物進(jìn)行描述，并最終形成判斷和行為導(dǎo)向。

（1）通過(guò)結(jié)構(gòu)化的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，可以把各類數(shù)據(jù)以系統(tǒng)關(guān)系圖的形式組織起來(lái)，為語(yǔ)境內(nèi)容的充實(shí)和篩選提供方向。即解決系統(tǒng)到底需要什么數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)如何引用的問(wèn)題。

（2）電力系統(tǒng)中任意實(shí)物及事件主體都可以描述為系統(tǒng)要素，當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)關(guān)系圖標(biāo)示的各要素被充分描述時(shí)，電力系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)在有限封閉環(huán)境下是最接近事實(shí)的，且是最容易共享并引用的。

（3）系統(tǒng)基本信息包括系統(tǒng)時(shí)間（時(shí)序）、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)關(guān)系圖）等可全面應(yīng)用于全系統(tǒng)的系統(tǒng)信息。要充分發(fā)掘數(shù)據(jù)內(nèi)涵，系統(tǒng)基本信息必然作為系統(tǒng)特殊的要素或關(guān)系的基本內(nèi)容在較大范圍內(nèi)被引用和對(duì)比。比如時(shí)間，時(shí)間是有關(guān)系統(tǒng)要素描述中極為重要的內(nèi)容，時(shí)間軸是電力系統(tǒng)關(guān)系圖按時(shí)間關(guān)系衍進(jìn)的基礎(chǔ)，是必須加以統(tǒng)一描述的系統(tǒng)信息。在語(yǔ)境應(yīng)用中常會(huì)引用系統(tǒng)時(shí)間并與系統(tǒng)要素的時(shí)標(biāo)對(duì)比，從而產(chǎn)生判斷結(jié)果。

7 小結(jié)

當(dāng)一個(gè)較為全面詳細(xì)的系統(tǒng)關(guān)系圖建立起來(lái)時(shí)，通過(guò)不斷組合系統(tǒng)信息，形成不同封閉語(yǔ)境，可以組合出一定規(guī)模的數(shù)據(jù)內(nèi)涵庫(kù)，通過(guò)篩選，可得到有用的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。這個(gè)過(guò)程一方面提高了數(shù)據(jù)內(nèi)涵挖掘程度，另一方面也為數(shù)據(jù)需求規(guī)劃提供了方向。

電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)化、結(jié)構(gòu)化以及語(yǔ)義學(xué)表達(dá)，對(duì)于三型兩網(wǎng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用具有重要意義。結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)描述和語(yǔ)義學(xué)表達(dá)可以為三型兩網(wǎng)所需的數(shù)據(jù)收集提供導(dǎo)向，并為數(shù)據(jù)內(nèi)涵的發(fā)掘提供基礎(chǔ)。因此結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)的語(yǔ)義學(xué)描述，可以幫助衍進(jìn)形成可廣泛共享的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，進(jìn)而指導(dǎo)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行智能聯(lián)動(dòng)。