朱曉榮，彭柏，司羽，吳佳，婁競，席嫣娜

（1.華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院,河北省 保定市 071003；2.國網(wǎng)冀北電力有限公司信息通信分公司,北京市西城區(qū) 100053；3.國網(wǎng)冀北電力有限公司,北京市西城區(qū) 100054；4.國網(wǎng)北京市電力公司,北京市西城區(qū) 100031）

0 引言

隨著人工智能時代的到來，智能電網(wǎng)成為電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。為了適應(yīng)城市發(fā)展，解決配電網(wǎng)設(shè)備陳舊、規(guī)劃不合理等問題，亟需對配電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)合理的評估，找到現(xiàn)存的薄弱環(huán)節(jié)，為配電網(wǎng)改造和規(guī)劃提供目標(biāo)和方向支持。然而，對配電網(wǎng)進(jìn)行綜合評價涉及復(fù)雜的評價知識以及大量的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)[1-2]，通常需要專家及工作人員參與；當(dāng)評價過程中出現(xiàn)問題時，工作人員難以獲知具體原因，無法實現(xiàn)實時、高效、準(zhǔn)確的評價。除此之外，電網(wǎng)設(shè)備、環(huán)境要求具有不確定性、多樣化的特點，相關(guān)評價理論知識日益豐富且極大依賴于文本等傳統(tǒng)形式儲存，配電網(wǎng)綜合評價工作的標(biāo)準(zhǔn)化、公共化、智能化水平不足，不便于工作人員快速掌握。因此，提升配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的感知能力和機(jī)器認(rèn)知的智能水平具有重要意義。

面對復(fù)雜多變的大數(shù)據(jù)環(huán)境，由人工智能技術(shù)發(fā)展而來的知識圖譜(knowledge graph,KG)這一新興認(rèn)知方法在電力領(lǐng)域獲得了初步的應(yīng)用，越來越多的研究者將知識圖譜應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)度[3-4]、電力設(shè)備運檢[5]、電力營銷等電力領(lǐng)域。文獻(xiàn)[6]詳細(xì)論述了電力領(lǐng)域知識圖譜的發(fā)展歷程，分析了圖譜構(gòu)建方式及圖譜應(yīng)用方法，同時對電力領(lǐng)域知識圖譜的潛在應(yīng)用方向進(jìn)行了闡釋；文獻(xiàn)[7]以電網(wǎng)故障處置預(yù)案文本為研究對象，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，解決了電網(wǎng)故障處置圖譜構(gòu)建過程中涉及的電力領(lǐng)域知識抽取問題；文獻(xiàn)[8]面向智能調(diào)控領(lǐng)域，構(gòu)建了線路故障處置知識圖譜，提出了多場景的知識圖譜應(yīng)用方案。

目前，尚未有專家學(xué)者對配電網(wǎng)綜合評價領(lǐng)域進(jìn)行知識圖譜的構(gòu)建與研究。本文基于上述研究成果，針對配電網(wǎng)綜合評價問題，提出了基于知識圖譜的配電網(wǎng)綜合評價方法，從配電網(wǎng)綜合評價知識圖譜構(gòu)建過程、圖譜分類及關(guān)系、主要構(gòu)建技術(shù)、知識推理技術(shù)和基于知識圖譜的配電網(wǎng)綜合評價流程等方面展開詳細(xì)論述，重點分析由評估導(dǎo)則等文本中獲得配電網(wǎng)綜合評價知識的技術(shù)路線，最后結(jié)合實際配電網(wǎng)評價案例進(jìn)行圖譜展示與應(yīng)用，對于應(yīng)用知識圖譜理清配電網(wǎng)評價系統(tǒng)知識、提升工作人員的認(rèn)知能力、優(yōu)化數(shù)據(jù)管理進(jìn)行了有益的探索。

1 配電網(wǎng)綜合評價的知識圖譜構(gòu)建

1.1 知識圖譜構(gòu)建方式

知識圖譜的構(gòu)建目的，是讓機(jī)器具備認(rèn)知能力，可以實現(xiàn)理解、推理、解釋等任務(wù)。類似人腦的思維邏輯，知識圖譜可以分為模式層與數(shù)據(jù)層2個層次[9]。本文針對智能配電網(wǎng)綜合評價建立知識圖譜，由于綜合評價體系的核心構(gòu)成要素相對固定，因此可以利用已有知識實現(xiàn)知識圖譜自頂向下的構(gòu)建，與此同時，構(gòu)建圖譜的部分要素的確定會涉及類型多樣的半/非結(jié)構(gòu)化信息，例如，在確定評價方法、評價模型時，會涉及網(wǎng)頁知識、評估導(dǎo)則等數(shù)據(jù)。為確保知識圖譜本體的完備性，本文采用自頂向下、自底向上相結(jié)合的本體構(gòu)建方式，既可以充分應(yīng)用配電網(wǎng)綜合評價領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗和傳統(tǒng)知識模型，又可以鞏固、更新現(xiàn)有知識。從原始的知識或數(shù)據(jù)到形成知識圖譜，經(jīng)歷了數(shù)據(jù)模型構(gòu)建、知識抽取、知識融合、知識加工等步驟，構(gòu)建過程參見附錄。

1.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和圖譜類型

在建立的配電網(wǎng)綜合評價知識圖譜中，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)指電網(wǎng)中的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，包括電網(wǎng)實時及歷史運行數(shù)據(jù)、設(shè)備資產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫、電網(wǎng)設(shè)備屬性及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還包括氣象數(shù)據(jù)、電網(wǎng)周圍環(huán)境、用戶負(fù)荷等信息。半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，包括電力知識百科或電力專業(yè)詞庫中關(guān)于配電網(wǎng)評價的數(shù)據(jù)等；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要指文本數(shù)據(jù)，包含配電網(wǎng)運行管理規(guī)定、評估導(dǎo)則、配電網(wǎng)歷史評價案例等。結(jié)合以上數(shù)據(jù)及傳統(tǒng)綜合評價體系，本文將配電網(wǎng)綜合評價知識圖譜分為評價邏輯圖譜、配電網(wǎng)實體圖譜和案例圖譜3種類型，圖譜之間的關(guān)系如圖1所示。其中，數(shù)據(jù)模型由模式層構(gòu)建而來，用于指導(dǎo)評價邏輯圖譜的構(gòu)建，是綜合評價體系的頂層設(shè)計。

圖1 配電網(wǎng)綜合評價知識圖譜所需數(shù)據(jù)及圖譜分類Fig.1 Required data and classification of knowledge graph for comprehensive evaluation of distribution network

本文定義的評價邏輯圖譜是傳統(tǒng)評價體系中評價指標(biāo)、指標(biāo)權(quán)重以及綜合評價判據(jù)等具體評價邏輯的網(wǎng)絡(luò)化、結(jié)構(gòu)化信息表達(dá)。按照數(shù)據(jù)模型所定義的評價要素，指導(dǎo)評價邏輯圖譜的生成，應(yīng)用自然語言處理、知識提取、信息結(jié)構(gòu)化等技術(shù)手段，可獲得如評價指標(biāo)的定義、指標(biāo)計算方法、指標(biāo)權(quán)重設(shè)計過程、以及評價判據(jù)模型等具體內(nèi)容。

配電網(wǎng)實體圖譜表征實際配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其作用是為評價邏輯圖譜提供實體查詢和匹配服務(wù)。以電網(wǎng)中母線、變壓器、線路、開關(guān)、分布式能源等配電設(shè)備作為知識圖譜中的實體，設(shè)備間的連接情況用知識圖譜中的關(guān)系表示，各電力設(shè)備的參數(shù)、電壓、功率、頻率等信息以屬性形式存儲在知識圖譜中。

案例圖譜主要提取評價過程中的時間、評價目的、評價內(nèi)容、評價結(jié)果等數(shù)據(jù)，以特征關(guān)鍵詞形式來表示歷史評價并存儲在結(jié)構(gòu)化案例庫中，案例的更新由機(jī)器自動生成，在進(jìn)行新一次的評價時，自動搜索匹配相關(guān)記錄，可推送評價歷史及評價建議，形成對于單次評價任務(wù)的歷史關(guān)聯(lián)和多角度分析。

1.3 知識圖譜構(gòu)建技術(shù)

對于能量管理系統(tǒng)中包含的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可直接抽取實體三元組，轉(zhuǎn)化為RDF格式，其他如生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的設(shè)備數(shù)據(jù)，還需經(jīng)歷數(shù)據(jù)庫間的知識融合，才能獲得電網(wǎng)實體知識圖譜構(gòu)建所需的數(shù)據(jù)，此部分內(nèi)容涵蓋范圍廣泛，本文不做詳細(xì)說明，本文重點研究由評估導(dǎo)則等文本類的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理，這些文本類數(shù)據(jù)需要經(jīng)歷數(shù)據(jù)模型構(gòu)建、知識抽取、知識融合、知識加工以及知識更新等過程獲得結(jié)構(gòu)化的評價邏輯圖譜和案例圖譜，其中評價邏輯圖譜可以細(xì)化為指標(biāo)庫、評價方法和模型數(shù)據(jù)庫，以下對核心技術(shù)展開詳細(xì)論述。

1.3.1 數(shù)據(jù)模型構(gòu)建

構(gòu)建的數(shù)據(jù)模型包括評價邏輯圖譜中的指標(biāo)本體，如清潔性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)，配電網(wǎng)實體圖譜主要包含反映設(shè)備概念與連接拓?fù)涞膶嶓w本體，案例圖譜中包括反映評價結(jié)果的如分?jǐn)?shù)、等級、水平等本體，通過本體庫可形成數(shù)據(jù)冗余度低且易擴(kuò)充、知識組織條理性好的知識庫[10]?；谂潆娋W(wǎng)綜合評價領(lǐng)域的知識，本文建立的數(shù)據(jù)模型

可以由評價專家來人工制定。

1.3.2 知識抽取

知識抽取是將半/非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的技術(shù)手段，主要包含實體、關(guān)系、屬性知識要素的抽取[6]。常用實體識別技術(shù)有基于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，如條件隨機(jī)場[11]，還有基于深度學(xué)習(xí)的識別方法如長短期記憶（long short term memory,LSTM）模型[12]等。配電網(wǎng)綜合評價體系中的大部分設(shè)備實體通過已有數(shù)據(jù)庫即可獲得，還需從文本中抽取的實體包括評價判據(jù)、評價方法、各類型指標(biāo)等建立評價邏輯圖譜所需的內(nèi)容。

關(guān)系抽取是將各孤立的實體聯(lián)系起來形成知識網(wǎng)絡(luò)的過程，是知識組織的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。近年來，基于深度學(xué)習(xí)框架的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[13]不需要進(jìn)行復(fù)雜的特征工程就可以實現(xiàn)關(guān)系的抽取。配電網(wǎng)綜合評價知識圖譜需要從文本中抽取的關(guān)系主要包括并列關(guān)系、分類包含等上下位關(guān)系。

屬性抽取的目的是實現(xiàn)對實體的完整描述與刻畫。實體與其屬性值即構(gòu)成一種實體關(guān)系，因此屬性抽取任務(wù)可視為關(guān)系抽取任務(wù)[3]。在配電網(wǎng)評價邏輯圖譜中，屬性抽取任務(wù)主要指從評估導(dǎo)則、規(guī)程手冊中提取相關(guān)指標(biāo)的指標(biāo)值要求，如變電容載比最佳取值范圍等內(nèi)容。

1.3.3 知識融合

知識融合是去除冗余、模糊信息，以提供更全面、高質(zhì)量知識圖譜的過程。知識融合包括共指消解、實體消歧和知識合并[14]。例如在一些評價案例中，“層次分析法（analysis hierarchy process，AHP）”或“AHP”的表述指的都是“層次分析法”，此時需要利用共指消解手段將其對應(yīng)至規(guī)范的實體名稱，常用的方法有基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法[15]、隱共指樹模型[16]、基于中心理論的算法等[17]；而當(dāng)實體庫中存在多個與表述同名的實體, 則需要利用實體消歧技術(shù)[18]消除歧義。在配電網(wǎng)綜合評價知識圖譜中，知識合并是將已有的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫，與抽取的綜合評價知識進(jìn)行知識合并。

1.3.4 知識加工

為了獲得結(jié)構(gòu)化的知識體系，知識融合后所得到的基本事實表達(dá)需要進(jìn)行知識加工過程。知識加工主要包括知識發(fā)現(xiàn)和質(zhì)量評估。知識發(fā)現(xiàn)在已有的知識庫基礎(chǔ)上，利用數(shù)據(jù)挖掘或機(jī)器學(xué)習(xí)等方法挖掘新的隱性知識。比如，當(dāng)配電網(wǎng)中涉及新能源出力時，在對配電網(wǎng)進(jìn)行評價時，通常需要加入新能源相關(guān)的評價內(nèi)容，涉及哪些具體的評價指標(biāo)，從而總結(jié)出新的知識。質(zhì)量評估的意義是評估知識圖譜中知識的可信度，降低知識錯誤率，從而保障知識質(zhì)量[14]。

1.3.5 知識更新

配電網(wǎng)中設(shè)備、裝置、結(jié)構(gòu)都處于不斷更新的狀態(tài)，相應(yīng)的各類電網(wǎng)運行規(guī)程、評價導(dǎo)則等知識也日益豐富，因此，知識更新環(huán)節(jié)是對知識圖譜的各類知識信息進(jìn)行擴(kuò)展或變更的過程，如當(dāng)配網(wǎng)中新增某設(shè)備時，需要在配電網(wǎng)實體圖譜中增加實體節(jié)點，而當(dāng)出現(xiàn)運行限值變化時，則需對實體節(jié)點的屬性進(jìn)行改變。例如，模式層的更新是指新增數(shù)據(jù)后獲得了新的概念，需要自動將新的概念添加到已有的概念圖譜中，從而保證知識圖譜的與時俱進(jìn)。

1.4 綜合評價知識推理技術(shù)

在本文所研究的配電網(wǎng)綜合評價行業(yè)知識圖譜中，知識推理技術(shù)應(yīng)用于2方面，一方面是依據(jù)生成的配電網(wǎng)關(guān)鍵信息、配電網(wǎng)綜合評價知識庫和案例圖譜，使機(jī)器智能推送針對評價對象的相關(guān)評價知識，從而輔助實際應(yīng)用中評價邏輯圖譜的建立，另一方面應(yīng)用在評價結(jié)果分析環(huán)節(jié)，即針對具體指標(biāo)表現(xiàn)，應(yīng)用電網(wǎng)運行規(guī)則和專家經(jīng)驗，推理出配電網(wǎng)存在的隱含問題。本文所用知識推理方法包括案例推理和邏輯規(guī)則推理，詳細(xì)說明參見附錄。

2 基于知識圖譜的配電網(wǎng)綜合評價流程

本文設(shè)計的配電網(wǎng)綜合評價知識圖譜應(yīng)用流程包括綜合評價知識圖譜形成、數(shù)據(jù)收集及預(yù)處理、數(shù)據(jù)處理計算、評價結(jié)果分析、評價結(jié)果應(yīng)用和人機(jī)交互6個環(huán)節(jié)，流程圖可參見附圖A3。

2.1 知識圖譜的形成

首先確定評價地區(qū)，依據(jù)配電網(wǎng)已有的電網(wǎng)實體數(shù)據(jù)，利用圖譜構(gòu)建技術(shù)，構(gòu)建配電網(wǎng)實體圖譜。結(jié)合專家經(jīng)驗庫中包含的綜合評價模型，以及由評估導(dǎo)則等文本數(shù)據(jù)經(jīng)過1.3節(jié)中技術(shù)手段獲得的結(jié)構(gòu)化知識網(wǎng)絡(luò)，初步形成評價邏輯知識圖譜，即建立綜合評價指標(biāo)庫、評價模型庫。具體應(yīng)用時，在配電網(wǎng)實體圖譜之上應(yīng)用數(shù)據(jù)生成、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、特征提取等技術(shù)自動提煉配電網(wǎng)關(guān)鍵特征，如：配電網(wǎng)屬于城網(wǎng)還是農(nóng)網(wǎng)、設(shè)備種類、有無新能源并網(wǎng)、變電站等級等特征信息，再采用信息分詞或?qū)嶓w識別技術(shù)將這些信息結(jié)構(gòu)化以方便機(jī)器理解和計算?；谏鲜鲫P(guān)鍵特征，利用1.4節(jié)所述綜合評價知識推理技術(shù)，使機(jī)器自動推薦與評價目標(biāo)相符的評價知識。另外，為確保機(jī)器推薦的準(zhǔn)確性，需要人工進(jìn)行評價指標(biāo)篩選和評價模型、方法的確認(rèn)。至此，完成詳細(xì)有針對性的配電網(wǎng)綜合評價邏輯圖譜構(gòu)建。

2.2 數(shù)據(jù)收集及預(yù)處理

在評價時，需要依據(jù)配電網(wǎng)評價邏輯圖譜中指標(biāo)運算、權(quán)重計算以及指標(biāo)評分所需數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集任務(wù)。這些數(shù)據(jù)來源于不同的數(shù)據(jù)庫，為得到格式統(tǒng)一、滿足要求的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理工作。數(shù)據(jù)預(yù)處理的過程通過處理評價工作的業(yè)務(wù)系統(tǒng)向外提供數(shù)據(jù)接口，與其他系統(tǒng)之間通過安全文件傳輸協(xié)議（secure file transfer protocol，SFTP）服務(wù)接口讀取數(shù)據(jù)流或以安全文件傳輸?shù)姆绞将@取數(shù)據(jù)。調(diào)用的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過單位、精度等格式的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化處理。

2.3 數(shù)據(jù)處理計算

在獲得格式統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)后，按照評價邏輯圖譜中包含的公式化邏輯庫，可以直接進(jìn)行指標(biāo)值、權(quán)重值的計算以及對指標(biāo)表現(xiàn)的評價工作，可以得到某一評價目標(biāo)下配電網(wǎng)的綜合評價結(jié)果。

2.4 評價結(jié)果分析

在評價規(guī)則的支持下，評價結(jié)果分析包括電網(wǎng)運行狀態(tài)、存在的薄弱環(huán)節(jié)、電網(wǎng)發(fā)展水平以及實際效益等方面內(nèi)容。依據(jù)配電網(wǎng)的評價結(jié)果及措施，可以在實體圖譜之上進(jìn)行實體查詢，對需要改進(jìn)的環(huán)節(jié)進(jìn)行具體位置標(biāo)識，該過程的實現(xiàn)可以按照設(shè)備類型如變電站、線路和配變臺區(qū)等，分析其對應(yīng)的指標(biāo)表現(xiàn)，對存在的問題分別進(jìn)行統(tǒng)計[19]，以此查找具體薄弱點，并以可視化的形式進(jìn)行展示，提醒工作人員及時采取措施改善薄弱環(huán)節(jié)。對此次配電網(wǎng)評價任務(wù)進(jìn)行一次案例記錄，提取案例特征，形成結(jié)構(gòu)化信息并存入數(shù)據(jù)庫中。

2.5 評價結(jié)果應(yīng)用

在評價結(jié)果應(yīng)用環(huán)節(jié)，可用于電網(wǎng)規(guī)劃輔助決策、設(shè)備運行狀態(tài)預(yù)測、檢修策略智能推薦等方面。配電網(wǎng)綜合評價結(jié)果對電網(wǎng)近期、遠(yuǎn)景改造和建設(shè)項目及優(yōu)化規(guī)劃工作可起到輔助指導(dǎo)的作用。設(shè)備運行狀態(tài)預(yù)測是從電網(wǎng)運行狀態(tài)、設(shè)備實時運行和歷史運行數(shù)據(jù)出發(fā)，結(jié)合評價結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)某些指標(biāo)或關(guān)鍵參數(shù)的變化規(guī)律，進(jìn)而實現(xiàn)設(shè)備未來情況的預(yù)測。綜合設(shè)備狀態(tài)評估及預(yù)測結(jié)果，可以為電力設(shè)備智能檢修策略的制定提供依據(jù)。

2.6 人機(jī)交互環(huán)節(jié)

在構(gòu)建評價圖譜時，計算機(jī)需要向評價人員提供配電網(wǎng)的關(guān)鍵信息、指標(biāo)庫、評價方法庫等內(nèi)容，在實際評價過程中，一些評價方法如德爾菲法，需要專家制定相關(guān)數(shù)據(jù)，錄入判斷矩陣，因此也需要利用人機(jī)交互的技術(shù)。此外，評價人員可以實時查詢評價信息，計算機(jī)可以智能推送評價結(jié)果以及歷史案例信息，并以文字、圖表等多種形式進(jìn)行呈現(xiàn)，使人機(jī)交互過程更加直觀、多角度。

3 配電網(wǎng)的綜合評價知識圖譜應(yīng)用

按照上文所述的圖譜構(gòu)建流程及構(gòu)建技術(shù)，選取長春經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)某區(qū)域?qū)嶋H配電網(wǎng)[20]，以該電網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫和《城市配電網(wǎng)運行水平和供電能力評估導(dǎo)則》、《南方電網(wǎng)公司110 kV及以下配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》非結(jié)構(gòu)化知識作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，結(jié)合專家意見，對模式層、各個圖譜的應(yīng)用進(jìn)行了討論。

3.1 配電網(wǎng)綜合評價模式層

配電網(wǎng)綜合評價體系的模式層包含評價者、評價對象、評價環(huán)境、評價目標(biāo)、評價指標(biāo)體系、評價方法和模型在內(nèi)的評價要素，其中評價指標(biāo)體系細(xì)化為指標(biāo)內(nèi)容、指標(biāo)權(quán)重、指標(biāo)評價判據(jù)3方面。各要素之間的關(guān)系示意可參見附錄。

3.2 配電網(wǎng)實體圖譜

配電網(wǎng)實體圖譜融合了該區(qū)域配電網(wǎng)的實時運行數(shù)據(jù)、電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)等多種結(jié)構(gòu)化知識，可以為配電網(wǎng)的綜合評價邏輯圖譜的建立提供關(guān)鍵信息支持。由建立的配電網(wǎng)實體圖譜得知該配電網(wǎng)無新能源供電，因此相應(yīng)的評價指標(biāo)不涉及新能源相關(guān)指標(biāo)，且變電站等級全部為66 kV/10 kV，評價目的為評價該區(qū)域的供電及運行情況，因此可以應(yīng)用《城市配電網(wǎng)運行水平和供電能力評估導(dǎo)則》作為非結(jié)構(gòu)化知識構(gòu)建評價邏輯圖譜。另外，在得出評價結(jié)果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用實體匹配技術(shù)，對存在的薄弱環(huán)節(jié)實體與電網(wǎng)實體圖譜進(jìn)行匹配，完成漏洞標(biāo)示。

3.3 配電網(wǎng)綜合評價邏輯圖譜

評價邏輯知識圖譜將抽象的智能配電網(wǎng)綜合評價知識，利用人機(jī)交互技術(shù)以圖形化的方式呈現(xiàn)出來，讓使用者對評價知識有更加直觀形象的認(rèn)識。本文采用文獻(xiàn)[7]中所述方法，對應(yīng)用到的《城市配電網(wǎng)運行水平和供電能力評估導(dǎo)則》等文本進(jìn)行知識抽取。構(gòu)建的配電網(wǎng)的評價指標(biāo)邏輯圖譜可視化如圖2所示，該評價邏輯圖譜針對配電網(wǎng)的運行水平和供電能力進(jìn)行綜合評價，將評價邏輯知識圖譜分為評價指標(biāo)內(nèi)容、權(quán)重邏輯和評價邏輯3部分。

圖2 配電網(wǎng)綜合評價知識圖譜(部分)Fig.2 Knowledge graph of comprehensive evaluation of distribution network (part)

3.3.1 評價指標(biāo)內(nèi)容

評價指標(biāo)內(nèi)容部分，各指標(biāo)實體之間的關(guān)系主要為并列或包含，各指標(biāo)具體屬性包括指標(biāo)計算方法、實際值、指標(biāo)權(quán)重以及對應(yīng)評價。指標(biāo)計算數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)預(yù)處理手段獲得，例如，在進(jìn)行如線路重載比例、電壓合格率、供電可靠率、故障停電率等指標(biāo)的計算時，需要線路總條數(shù)，用戶數(shù)量，各個用戶的停電情況，電壓檢測點的電壓狀態(tài)等信息。其中，線路總條數(shù)、用戶數(shù)量信息存儲于電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫、用戶信息庫中，可以直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，而各個用戶的停電情況，電壓檢測點的電壓狀態(tài)等需求信息則需對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計計算得到，可利用描述統(tǒng)計方法，開發(fā)相應(yīng)程序?qū)崿F(xiàn)。

上述思路即利用評價邏輯圖譜的知識推理和路徑搜索功能，查找指標(biāo)計算所需數(shù)據(jù)，再利用計算機(jī)數(shù)據(jù)收集及預(yù)處理手段得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，最后依據(jù)指標(biāo)計算規(guī)則實現(xiàn)指標(biāo)值的生成。部分指標(biāo)計算公式見附錄。

3.3.2 指標(biāo)權(quán)重邏輯

指標(biāo)權(quán)重邏輯部分，該圖譜通過德爾菲法獲得主觀權(quán)重，因此需要專家人員給定判斷矩陣，同時結(jié)合反映指標(biāo)權(quán)重值變異程度的客觀熵權(quán)，最終得到指標(biāo)綜合權(quán)重，該過程需要利用人機(jī)交互技術(shù)輸入數(shù)據(jù)。具體實現(xiàn)步驟見附錄。

3.3.3 綜合評價邏輯

綜合評價邏輯采用模糊綜合評價法，由專家制定相關(guān)評分參數(shù)，如隸屬度參數(shù)。如圖2中所示，對于某一評價指標(biāo)的評分等級，需要利用模糊評價模型，對指標(biāo)值、隸屬度函數(shù)、評分標(biāo)準(zhǔn)以及指標(biāo)權(quán)重多種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算得到。具體模糊綜合評價邏輯見附錄。

對應(yīng)于模式層中的評價方法和模型這一要素，該圖譜所需評價方法及模型包括層次分析法、熵權(quán)法、模糊綜合評價模型，所需數(shù)據(jù)包括已有配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫和評價專家制定的相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.4 配電網(wǎng)綜合評價案例圖譜

配電網(wǎng)綜合評價案例圖譜儲存了該區(qū)域的歷史評價案例信息，可以提供歷史評價目標(biāo)、評價內(nèi)容、評價方法、模型以及各指標(biāo)歷史表現(xiàn)等案例特征，進(jìn)而計算不同時間段內(nèi)案例的相似度，實現(xiàn)配電網(wǎng)跨時間維度的性能對比，一方面可以挖掘存在的潛在問題，另一方面，相似度高的評價案例可以為本次評價任務(wù)提供參考依據(jù)。

3.5 應(yīng)用實例流程

利用圖2所示圖譜，輸入真實數(shù)據(jù)，對該區(qū)域配電網(wǎng)評價過程如圖3所示，圖中簡要示出部分內(nèi)容。由于《城市配電網(wǎng)運行水平和供電能力評估導(dǎo)則》提取出的評價知識與評價目標(biāo)、配電網(wǎng)關(guān)鍵信息相契合，因此，可直接應(yīng)用由文本生成的評價知識，包括導(dǎo)則中規(guī)定的運行水平和供電能力2大類評價指標(biāo)，并按3.3節(jié)評價邏輯圖譜中定義的評價方法和模型進(jìn)行評價。

圖3 配電網(wǎng)綜合評價知識圖譜應(yīng)用實例流程Fig.3 Flow path of application example of knowledge graph for comprehensive evaluation of distribution network

首先，利用評價邏輯圖譜的知識查詢功能，完成數(shù)據(jù)收集工作，對所需數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理工作，除此之外，由于采用的德爾菲法，需要由專家人員錄入判斷矩陣，在指標(biāo)的隸屬度確定環(huán)節(jié)，圖譜中存儲部分由文本提取出的隸屬度參數(shù)，專家需要進(jìn)行填補(bǔ)或確認(rèn)，獲得全部數(shù)據(jù)后，按圖譜邏輯進(jìn)行計算，可以得到各指標(biāo)的值、權(quán)重、綜合評價等級等信息。按照圖譜中定義的層次分析邏輯，最終可以確定該區(qū)域配電網(wǎng)運行水平和供電能力均為較高水平。

依據(jù)獲得的一級指標(biāo)的等級水平，可以了解該區(qū)域配電網(wǎng)改造的具體方向，例如，該電網(wǎng)D類電壓合格率表現(xiàn)一般，需要進(jìn)行改進(jìn)工作。從權(quán)重設(shè)置看，各二級指標(biāo)中，供電可靠率權(quán)重最大，可看出其對綜合性能指標(biāo)的影響最為重要?？梢?，由該圖譜生成的評價結(jié)果為涵蓋較大信息量的向量，實現(xiàn)了對配電網(wǎng)運行水平和供電能力的高精度描述。

按照設(shè)備類型對電網(wǎng)存在的問題分別進(jìn)行統(tǒng)計，可以實現(xiàn)薄弱點的定位，該例中，中壓線路L1、L2、L6存在的問題較多，中壓線路末端電壓不合格比例較高，可以對線路負(fù)荷進(jìn)行切改，縮短其供電半徑，從而提高線路末端電壓質(zhì)量。應(yīng)用配電網(wǎng)實體圖譜的實體匹配技術(shù)標(biāo)識需要改進(jìn)的位置，便于工作人員及時采取措施。最后，提取評價信息并儲存于評價案例圖譜中。利用人機(jī)交互技術(shù)，工作人員可以方便快速地查詢?nèi)我辉u價環(huán)節(jié)的信息，實現(xiàn)了處理評價工作的深入性和高效性。

4 結(jié)論

知識圖譜在電力領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步階段，技術(shù)實現(xiàn)仍不成熟，實際應(yīng)用場景還很受限，如何以更合理的方式將知識圖譜應(yīng)用于電力領(lǐng)域，構(gòu)建開放互聯(lián)的“知識之網(wǎng)”，推動Web3.0時代的到來，還需要人們做更多的探索與研究。

（本刊附錄請見網(wǎng)絡(luò)版，印刷版略）