云南電網(wǎng)有限責任公司玉溪供電局 唐偉 雷亞蘭 李少華 王文杰 韓宗寶

1 引言

南方電網(wǎng)2010 年至2021 年共發(fā)生了31 起誤操作及造成類似后果的事件，上述誤操作中大約70%與操作票有關(guān)。2021 年以來，系統(tǒng)內(nèi)外多個單位相繼發(fā)生多起誤操作事件，嚴重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，防誤操工作形勢異常嚴峻。

2 現(xiàn)狀分析

在對電力設(shè)備進行人工操作前需要開取操作票，操作票的正確性依賴人工審核人及五防把關(guān)，但是不同工作人員的技術(shù)水平和工作責任心存在較大差異，難以避免整個流程過程中不出現(xiàn)錯誤[1]。另外五防校核也只能對一次設(shè)備做出操作順序的校驗，也會存在部分異常不能及時發(fā)現(xiàn)的問題。2021 年，玉溪局人工檢查已歸檔的操作票發(fā)現(xiàn)519 份存在錯誤，確保操作票的正確性一直是工作的重點和難點。

2.1 操作票正確率分析

玉溪局變電站數(shù)量已達123座，隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大，操作量逐年遞增，變電操作票數(shù)量由2020年的2萬份大幅躍升至2021年的2.8萬份，各式各樣的設(shè)備和特殊的運行方式考驗著變電操作的安全性。在問題未能充分暴露的前提下，不正確操作票已由2020年的281份大幅躍升至2021年的519份，現(xiàn)有的管理方法和技防措施已暴露出明顯的不足和不適應。玉溪供電局僅典型操作票就有4.7萬份，單份操作票項數(shù)可達150項。人的個體業(yè)務素質(zhì)能力差異導致審核操作票容易出現(xiàn)疏漏。主要操作票不正確率由2020 年的1.405% 增長至1.854%，同比增幅達31.9%，操作票正確率形勢不容樂觀。

2.2 操作票審核效率分析

生產(chǎn)技術(shù)部應每月組織對運行部門的現(xiàn)場電氣操作票執(zhí)行情況進行檢查，安全監(jiān)管部應每月對運行部門的現(xiàn)場電氣操作票執(zhí)行情況進行抽查。但由于月度操作票檢查工作量大（生產(chǎn)技術(shù)部、變電運行所所部每個月需要檢查2000份左右的操作票，每個班組每個月需要檢查200份左右的操作票），操作票審核邏輯繁雜，加之人員技術(shù)技能水平差異，月度操作票檢查質(zhì)量參差不齊。班組月度檢查平均每張操作票審核時間為12.6min，每月將花費42h對班組操作票開展審查，對班組工作形成負擔。

3 一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電網(wǎng)操作票自動審核軟件研發(fā)

3.1 一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電網(wǎng)操作票自動審核軟件設(shè)計目標

針對本課題需要標準化、工業(yè)化快速批量正確無誤審核操作票，提高變電站操作正確性和審核快速性的實際問題。機器人自動化技術(shù)強大的運算能力和學習能力，人工審核存在較大的提升正確率空間和降低耗時裕度。設(shè)置目標值為發(fā)現(xiàn)不正確操作票數(shù)增加200%，操作票月度檢查時間降低90%。

目標可行性分析，機器人自動化技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)為操作票智能審核提供了技術(shù)支持。操作票項目表現(xiàn)形式固定為機器人自動審核提供了可行性條件。操作票作為操作設(shè)備的主要文檔票據(jù)，其內(nèi)容格式有一定的規(guī)矩可循。

3.2 一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電網(wǎng)操作票自動審核軟件原理

對將軟件分為三大功能組成模塊和校驗數(shù)據(jù)庫，分別是操作票內(nèi)容提取模塊、錯誤信息提取功能模塊和異常操作定級功能模塊。根據(jù)裝置的各個模塊功能要求，對三個功能模塊的組件進行進一步細化，并進行邏輯整理、設(shè)計。以RPA軟件機器人開發(fā)工具、Python 計算機語言、BiLSTM-CRF 神經(jīng)網(wǎng)絡模型為技術(shù)依托進行軟件設(shè)計[2-3]。

首先通過流程創(chuàng)造者搭建電網(wǎng)操作票智能審核流程機器人，機器人將按照預定流程通過瀏覽器登錄內(nèi)網(wǎng)完成操作票爬取任務，爬取出的操作票將通過神經(jīng)網(wǎng)絡模型完成錯誤信息提取及異常操作等級劃定，深度學習模型中包含python錯誤信息提取程序和python異常操作等級劃定程序，錯誤信息提取程序內(nèi)的邏輯判斷函數(shù)將判斷為錯誤的操作票信息輸出到txt 文檔中，txt 文檔又供異常操作等級劃定程序使用，最終輸出異常操作等級，依據(jù)錯誤信息及異常操作等級能夠制定出相應的處理建議。

操作票自動審核軟件功能組成模塊如圖1所示。

圖1 操作票自動審核軟件功能組成模塊

傳統(tǒng)人工三審和智能四審流程如圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)人工三審和智能四審流程

操作票自動審核軟件功能流程如圖3所示。

圖3 操作票自動審核軟件功能流程

操作票自動審核軟件如圖4所示。

圖4 操作票自動審核軟件

3.3 一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電網(wǎng)操作票自動審核軟件優(yōu)點

一是經(jīng)濟性，軟件結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)便宜，邊界成本低。

二是操作性，運行人員按操作流程打開并配置軟件，同時打開內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)操作票模塊即可開展自動審核。

三是美觀性，外觀簡潔，美觀度較高。

四是后期維護，一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電網(wǎng)操作票自動審核軟件，各個連接部位比較簡單，相對易于生產(chǎn)，后期維護比較簡單。

4 實操驗證

2021年，操作票智能審核尚未應用，操作后人工審核發(fā)現(xiàn)519 份操作票存在錯誤。操作票智能審核程序研發(fā)成功后，對2021年操作票開展復查，發(fā)現(xiàn)1749 份操作票存在錯誤，比人工審核多發(fā)現(xiàn)1230 份錯誤操作票，是人工審核發(fā)現(xiàn)問題的3.36 倍。操作票智能審核大幅減少不正確操作票流入執(zhí)行環(huán)節(jié)。2022 年（1～10月），各變電站累計開展18706 份操作票智能審核，提前發(fā)現(xiàn)并糾正了1778 份操作票的2387 個問題，實現(xiàn)從源頭管控誤操作風險。經(jīng)過不斷完善校驗規(guī)則，后期使用的5744 次，審核出的問題準確率達100%。2022 年至今，玉溪局各變電站未發(fā)生誤操作或不安全事件。

實現(xiàn)7×24h操作票審核。機器與人不同，機器無須休息，可有效利用下班或夜間開展操作票智能審核。實現(xiàn)操作票月度檢查時間大幅減少。班組月度檢查花費時間由人工的42h 降低至智能審核的1h，審核時間減少97.6%。實現(xiàn)操作票執(zhí)行前審核時間大幅減少。以220kV主變停電操作為例，單份操作票項數(shù)在150 項左右，操作票執(zhí)行前審核時間由人工“三審”的1800s（30min）降低至智能審核的15s，審核時間減少99.2%。實現(xiàn)典型操作票審核時間的大幅減少。截至2022 年10月31日，玉溪局有47178 份典型操作票，典型操作票審核時間由人工的6290 小時降低至智能審核的197h，審核時間減少97%。

在操作票審核過程中使用本軟件進行智能審核，能提前發(fā)現(xiàn)并糾正操作票問題，有效提高審核的準確率、提升操作票的檢查效率、減少操作票檢查時間、提高操作票正確率，發(fā)現(xiàn)問題操作票數(shù)增加200%，實現(xiàn)從源頭管控誤操作風險。目標一是發(fā)現(xiàn)不正確操作票數(shù)增加200%完成。完成目標二是降低操作票審核時間90%完成。

正確率效果對比如圖5所示。

圖5 正確率效果對比

操作前操作票審核耗時如圖6所示。

圖6 操作前操作票審核耗時

月度檢查操作票審核耗時如圖7所示。

圖7月度檢查操作票審核耗時效果對比

典型操作票審核耗時如圖8所示。

圖8 典型操作票審核耗時

5 結(jié)語

玉溪供電局將充分總結(jié)操作票智能審核建設(shè)和運用的經(jīng)驗，以問題導向開拓創(chuàng)新，持續(xù)不斷升級迭代程序和邏輯校驗庫，逐步實現(xiàn)替代人工審核和五防校核，最終實現(xiàn)云端部署。并以操作票為基礎(chǔ)研發(fā)工作票、生產(chǎn)計劃等的校驗程序。同時將工作重心從程序的建設(shè)向高質(zhì)量應用轉(zhuǎn)變，不斷提升操作票智能審核運用效能，推動防誤操向智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)變，最終實現(xiàn)變電防誤操源頭化、智能化，為云南電網(wǎng)打造名片、推進本質(zhì)安全型企業(yè)建設(shè)貢獻力量，筑牢安全底線。