李靜

（國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司固原供電公司，寧夏 固原 756000）

一、現(xiàn)狀分析

（一）調(diào)控一體化現(xiàn)狀

調(diào)控一體化建設(shè)將監(jiān)視業(yè)務(wù)從集控中心分離出來，地調(diào)調(diào)度臺(tái)將調(diào)度與監(jiān)視業(yè)務(wù)相融合，新模式下的業(yè)務(wù)包括調(diào)度、監(jiān)視、控制、許可現(xiàn)場(chǎng)工作、編寫中調(diào)操作票等。以某調(diào)度臺(tái)2020 年為例，全年執(zhí)行的檢修工作達(dá)5492項(xiàng)，執(zhí)行操作指令票6684 張，編寫中調(diào)操作票845 張，監(jiān)視信號(hào)近360 萬條，許可線路工作票732 張，業(yè)務(wù)繁多復(fù)雜，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

（二）存在問題

調(diào)度工作中存在以下一些問題：1.工作隱患大：當(dāng)前線路工作票由調(diào)度臺(tái)直接對(duì)工作票負(fù)責(zé)人進(jìn)行許可，調(diào)度值班員非設(shè)備運(yùn)維人員，對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況不熟悉，難以把控現(xiàn)場(chǎng)安全措施情況，存在安全隱患。2.業(yè)務(wù)相交叉：調(diào)度臺(tái)不僅要指揮停送電操作，還要編寫操作票，指揮與策劃業(yè)務(wù)相交叉，各項(xiàng)業(yè)務(wù)容易被中斷，存在工作疏忽錯(cuò)漏隱患。3.監(jiān)視信號(hào)多：告警信號(hào)雖可實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視，但信號(hào)監(jiān)視設(shè)置規(guī)范性差，重復(fù)處理信號(hào)多，日均處理異常信號(hào)約9994 條，信號(hào)的智能統(tǒng)計(jì)與分析功能欠缺，依賴于人工。4.操作風(fēng)險(xiǎn)高：調(diào)度操作采用調(diào)度員人工校核操作，手動(dòng)人工下令至廠站端執(zhí)行操作，缺乏防誤閉鎖功能。

二、電力調(diào)度機(jī)器人設(shè)計(jì)

（一）總體構(gòu)架

電力調(diào)控機(jī)器人主要是對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析，有助于電力調(diào)控專員對(duì)調(diào)度業(yè)務(wù)有效的開展。在電力大數(shù)據(jù)背景下，電力調(diào)度機(jī)器人主要依靠數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)等方式，實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)在電力領(lǐng)域的應(yīng)用。電力調(diào)控機(jī)器人主要依靠數(shù)據(jù)的獲取與分析進(jìn)行數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，其內(nèi)容包括大數(shù)據(jù)利用、深度學(xué)習(xí)、語音識(shí)別和模式識(shí)別等。發(fā)電、變電、輸電和配電等多個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都是數(shù)據(jù)源的主要部分。這些數(shù)據(jù)在時(shí)間、空間雙維度中都有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，數(shù)據(jù)之間的互動(dòng)性也會(huì)比其他類型數(shù)據(jù)強(qiáng)，因而對(duì)于電力調(diào)度機(jī)器人的功能實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。電力調(diào)控機(jī)器人的核心功能模塊分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理、實(shí)時(shí)預(yù)警分析、智能運(yùn)行評(píng)估、異常分析與輔助決策，以及終端展示與執(zhí)行。具有穩(wěn)態(tài)巡航、異常預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)防控、故障處置和信息檢索等眾多功能。在對(duì)大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，促進(jìn)調(diào)控功能以及輔助決策的實(shí)現(xiàn)。其中，調(diào)控一體化平臺(tái)主要為各級(jí)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)以及相關(guān)的輔助系統(tǒng)，所有的功能模塊實(shí)現(xiàn)都基于該平臺(tái)。

（二）功能模塊

1.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理模塊

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理模塊應(yīng)用大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)分析等人工智能技術(shù)，基于相關(guān)規(guī)程規(guī)范進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)以及歷史數(shù)據(jù)的知識(shí)挖掘等，形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，向其他相關(guān)應(yīng)用模塊提供數(shù)據(jù)支撐的管理服務(wù)，支撐電網(wǎng)調(diào)度信息檢索、異常預(yù)警等場(chǎng)景應(yīng)用。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理分為氣象數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、缺陷數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)，以及相關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘等內(nèi)容。這類數(shù)據(jù)對(duì)于電力調(diào)控屬于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況均可在此類數(shù)據(jù)中有所體現(xiàn)。因此，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理模塊對(duì)于電力調(diào)度機(jī)器人全部功能的實(shí)現(xiàn)十分關(guān)鍵。

2.實(shí)時(shí)預(yù)警分析

模塊實(shí)時(shí)預(yù)警功能是建立在調(diào)控端海量的數(shù)據(jù)信息有機(jī)結(jié)合、大數(shù)據(jù)成熟的基礎(chǔ)上，在事故發(fā)生之前，將采集到的各類設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，引用調(diào)度員在線安全分析結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行預(yù)警的功能。該功能可對(duì)異常越限等非正常運(yùn)行信息進(jìn)行全時(shí)態(tài)線性發(fā)展預(yù)演，對(duì)可能引起電網(wǎng)不滿足安全穩(wěn)定校核的，調(diào)控機(jī)器人可在第一時(shí)刻提醒調(diào)控人員采取相應(yīng)的措施或啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案等相關(guān)措施進(jìn)行控制，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用場(chǎng)景分析

（一）關(guān)鍵技術(shù)

1.調(diào)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建技術(shù)

通過對(duì)來自電網(wǎng)的廠站、受電端以及線路的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，正確處理結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，才能夠?qū)φ{(diào)控業(yè)務(wù)做出正確判斷，準(zhǔn)確把握電網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢(shì)，分析處理電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)以及緊急事故，將調(diào)控業(yè)務(wù)的處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)，還能夠減輕人工調(diào)度員的處理壓力、減少人工調(diào)度員的處理錯(cuò)誤，更好地保障電網(wǎng)調(diào)控安全進(jìn)行。數(shù)據(jù)庫構(gòu)建技術(shù)還與其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，如云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，在深化調(diào)控業(yè)務(wù)與其他業(yè)務(wù)融合的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注電力調(diào)度數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，不斷豐富調(diào)度指令庫、調(diào)度指令語音庫等。

2.深度學(xué)習(xí)技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)人工智能調(diào)度，需要將這類學(xué)習(xí)方法應(yīng)用到電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)。以深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為例，其主要特點(diǎn)為能夠模仿人類決策，但響應(yīng)速度更快、操作更準(zhǔn)確。通過原始規(guī)則對(duì)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的學(xué)習(xí)，可以提升系統(tǒng)獲得大數(shù)據(jù)處理的能力，從而不受調(diào)度員分析能力的限制。

3.模式識(shí)別技術(shù)

模式識(shí)別包括語音識(shí)別和圖像識(shí)別。語音識(shí)別用于調(diào)控機(jī)器人與調(diào)控人員之間的交互，實(shí)現(xiàn)日志自動(dòng)記錄、語音輸入、語音自動(dòng)調(diào)度等功能；圖像識(shí)別用于調(diào)控機(jī)器人識(shí)別調(diào)控對(duì)象，如高壓輸電線路隔離開關(guān)、換流器等工況位置判斷等。模式識(shí)別重點(diǎn)是提升模式識(shí)別的泛化有效性，確保能準(zhǔn)確識(shí)別自然語音和設(shè)備狀態(tài)，最終可以為實(shí)現(xiàn)3D立體化展示與操控提供重要的技術(shù)支持。

（二）應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)分析

1.調(diào)度電子化下令操作

電網(wǎng)調(diào)度機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)電子化下令操作。相比較傳統(tǒng)人工調(diào)度，基于調(diào)度大數(shù)據(jù)的操作指令文字傳輸和人臉識(shí)別驗(yàn)證，內(nèi)容清晰明確，可有效杜絕諧音誤會(huì)等危險(xiǎn)點(diǎn)，縮短發(fā)令和受令時(shí)間，提升工作效率。調(diào)度機(jī)器人電子化下令的流程如圖1 所示。

圖1 電子化下令流程

由圖1 可以看出，在保證安全性的前提下，調(diào)控機(jī)器人可以幫助實(shí)現(xiàn)電子下令、電子回令和接收確認(rèn)的過程。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)調(diào)控間的操作命令流轉(zhuǎn)信息共享利用，提高調(diào)度的準(zhǔn)確性。電力調(diào)度機(jī)器人下令指標(biāo)對(duì)比如表1所示。

表1 電力調(diào)度機(jī)器人下令指標(biāo)數(shù)據(jù)

2.特高壓交直流一體化調(diào)度異常分析與輔助決策

電力調(diào)度機(jī)器人通過對(duì)這類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到異常情況并進(jìn)行輔助決策。電力調(diào)度機(jī)器人可以運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有的電網(wǎng)運(yùn)行典型異常分析和處置專家?guī)欤偻ㄟ^相關(guān)安全解析校核，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)典型異常告警根源定位、告警影響范圍預(yù)警，并給出處置建議。

結(jié)束語

綜上所述，本文提出了一種基于電力大數(shù)據(jù)的電力調(diào)度機(jī)器人來輔助傳統(tǒng)調(diào)度。經(jīng)過對(duì)電力大數(shù)據(jù)與調(diào)控一體化聯(lián)系的分析，以及對(duì)調(diào)控一體化下的數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)的建立，設(shè)計(jì)了電力調(diào)度機(jī)器人的功能構(gòu)架，說明本文所提系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景較為豐富、功能較為全面。通過對(duì)電力調(diào)度機(jī)器人的設(shè)計(jì)，可以減輕傳統(tǒng)人工調(diào)度的壓力，提高調(diào)控一體化的操作智能化水平，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)與調(diào)控一體化的整合應(yīng)用。