基于人工智能的調(diào)度主站自動信息校驗系統(tǒng)研究

摘要：針對各級調(diào)度中心與變電站進行驗收時需要大量人力、效率低下、準確性差等問題，研究了一種基于人工智能技術(shù)的調(diào)度主站自動信息校驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合了文字識別、電力圖像識別、機器人按鍵軌跡智能構(gòu)建、電力主備調(diào)同步驗證等人工智能技術(shù)，實現(xiàn)了校驗信號和畫面信息的自動識別、分析處理，大大提升了主站端驗收效率和智能化作業(yè)水平。該系統(tǒng)的應用能夠避免人為因素導致的錯誤，減輕驗收人員工作強度，縮短調(diào)試周期，提高效率和質(zhì)量，為各變電站遠動及主站驗收調(diào)試提供一體化技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：人工智能;調(diào)度主站;自動信息校驗

中圖分類號：TM734" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2024）24-0006-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.24.002

0" " 引言

隨著無人值守變電站的不斷普及，各級調(diào)度中心能否對管轄變電站進行實時準確的監(jiān)控成為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的前提，這就要求調(diào)度中心配置的每個變電站測點信息及畫面信號關(guān)聯(lián)等都必須準確無誤[1]。目前新建變電站或改擴建工程投運前，都需要對調(diào)度主站和廠站端的遠傳區(qū)點表信息進行校驗，驗證信號的實時性以及數(shù)據(jù)的一致性，從而確保調(diào)度中心能夠?qū)ψ冸娬具M行正確監(jiān)控[2]。以往調(diào)度主子站間通常采用全人工手動方式實現(xiàn)信息校對，隨著二次設備裝置仿真技術(shù)的發(fā)展，廠站內(nèi)信號校驗開始通過專用儀器設備完成[3]。然而，調(diào)度側(cè)的信號校驗基本還是采用人工核驗方式。該方式由調(diào)度主站工作人員一邊電話聯(lián)系變電站端，一邊人工校對調(diào)度主站系統(tǒng)的實時告警窗以及各接線分圖畫面信息，這給調(diào)度人員帶來了極大的工作負擔，并且效率低下，很容易產(chǎn)生疏漏，給電網(wǎng)埋下安全隱患。

因此，本文研究了一種更智能、更高效、更安全的調(diào)度側(cè)信息校驗及驗收系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)能夠減輕工作人員的負擔，提高驗收工作效率，保證校驗結(jié)果的正確性，并且校驗過程具有可回溯性。

1" " 整體結(jié)構(gòu)

自動信息校驗系統(tǒng)主要由1個綜合處理臺、2個調(diào)度自動化工作站、1臺廠站端智能對點調(diào)試裝置構(gòu)成，如圖1所示。

校驗系統(tǒng)工作過程分以下四步：

1）綜合處理臺建立待測變電站對點校驗項目，對被測變電站所有圖形畫面自動切圖并進行分析，進行一次全面的工程一致性檢查。

2）在主站端界面上設置待測遙信、遙測的觸發(fā)值以及間隔周期。設置完成后導出對點工程文件，提供給廠站端智能對點調(diào)試裝置。

3）廠站端智能對點調(diào)試裝置載入變電站SCD文件，模擬整站二次側(cè)IEC 61850裝置，載入遠動RCD文件，完成匹配工作。

4）主站端對點裝置和廠站端對點裝置同時開始測試，廠站端對點裝置依次觸發(fā)MMS報文至站內(nèi)遠動，經(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)上送至主站，綜合處理臺自動對實時告警窗、圖形畫面、前置多通道的數(shù)據(jù)進行圖像分析核驗，同時刷新測試進度及結(jié)果。

2" " 系統(tǒng)主要功能介紹

2.1" " 圖形畫面一致性校核

對點前，系統(tǒng)首先會完成目標變電站的調(diào)度圖形畫面關(guān)聯(lián)工程一致性校驗工作，及時發(fā)現(xiàn)可能存在的人工關(guān)聯(lián)失誤，進一步保障調(diào)度安全穩(wěn)定運行。主要進行三方面檢查：1）變電站圖形畫面按鈕的關(guān)聯(lián)檢查;2）遙信、遙測關(guān)聯(lián)重復性檢查;3）檢測點關(guān)聯(lián)所屬間隔錯位檢查。

例如，在某次檢測過程中，發(fā)現(xiàn)某變電站#3電容器閘刀信號既出現(xiàn)在電容器間隔接線圖中，又出現(xiàn)在電抗器間隔接線圖中（圖2），系統(tǒng)給出了提示，檢測人員通過提示能夠很明顯地看出電抗器間隔接線圖中關(guān)聯(lián)電容器閘刀信號是錯誤的。

2.2" " 實時告警窗信號校核

系統(tǒng)可實現(xiàn)對告警內(nèi)容的自適應識別處理，包括信息推送方式、時標、字體顏色、告警內(nèi)容格式等，能夠自動判別告警內(nèi)容及信號等級是否有誤，完成對點信號的驗證和記錄[4]。例如圖3為利用該系統(tǒng)檢查出的告警窗信息描述與信息表不一致的測點統(tǒng)計情況。

2.3" " 電力圖形畫面信號校核

通過實時規(guī)劃路徑AI算法，能夠利用按鍵跳轉(zhuǎn)電力接線圖及間隔分圖畫面，通過畫面上的遙測數(shù)據(jù)、遙信變位信息、圖元顏色、光字牌閃爍等來判斷信號是否正常上送。

2.4" " 前置多通道同步校核

如圖4所示，前置界面上顯示包括主通道在內(nèi)的所有通道的遙信、遙測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠?qū)Υ郎y變電站多個通道的數(shù)據(jù)同步識別，確保一致性，其前置驗證識別準確率達100%。

2.5" " 對點溯源及人工復驗

系統(tǒng)保證每個測點的信號都可追溯（圖5），可以隨時查看信號觸發(fā)時刻的調(diào)度告警窗，同時也方便了人工參與抽樣復驗。

2.6" " 自動生成對點結(jié)果報告

對點結(jié)束后，系統(tǒng)會自動保存結(jié)果，并導出EXCEL形式的記錄（圖6）。 同一個信號的告警窗信息、畫面信息、前置校驗均通過才能判定為校驗通過。

3" " 系統(tǒng)應用優(yōu)勢

3.1" " 人工智能技術(shù)的深度融合與創(chuàng)新

本系統(tǒng)不僅集成了現(xiàn)有的文字識別、圖像識別等成熟技術(shù)，還創(chuàng)新性地將機器人按鍵軌跡智能構(gòu)建技術(shù)引入調(diào)度自動化領(lǐng)域。這一技術(shù)通過模擬人類操作習慣，結(jié)合深度學習算法，自動規(guī)劃并優(yōu)化按鍵操作路徑，實現(xiàn)了對復雜電力接線圖及間隔分圖的快速準確訪問與校驗。此外，系統(tǒng)內(nèi)置的AI算法能不斷學習用戶習慣，進一步優(yōu)化操作流程，提升整體校驗效率。

3.2" " 電力主備調(diào)同步驗證的強化

在電力系統(tǒng)中，主備調(diào)同步驗證是確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)通過集成電力主備調(diào)同步驗證模塊，實現(xiàn)了對主備調(diào)系統(tǒng)間信號的一致性和實時性進行雙重校驗。該模塊能夠?qū)崟r監(jiān)測并比對主備調(diào)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)差異，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即報警，并自動記錄異常信息供后續(xù)分析處理。這一功能不僅提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，還降低了因單點故障導致的電網(wǎng)運行風險。

3.3" " 智能化故障預警與診斷

除了基本的校驗功能，本系統(tǒng)還具備智能化故障預警與診斷能力。通過對實時告警窗信息的深度挖掘與分析，系統(tǒng)能夠自動識別并預警潛在的故障風險，如信號缺失、數(shù)據(jù)異常波動等。同時，系統(tǒng)內(nèi)置的故障診斷模塊能基于歷史數(shù)據(jù)和專家知識庫，快速定位故障原因，并給出相應的處理建議。這一功能極大地提升了故障處理的效率和準確性，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供了有力保障。

3.4" " 用戶體驗與交互設計

本系統(tǒng)注重用戶體驗與交互設計，采用直觀易用的圖形化界面，使得非專業(yè)技術(shù)人員也能輕松上手。系統(tǒng)界面設計遵循人性化原則，通過色彩區(qū)分、圖標提示等方式，幫助用戶快速識別并處理校驗結(jié)果。此外，系統(tǒng)還提供了豐富的交互功能，如自定義校驗規(guī)則、實時查看校驗進度、一鍵導出校驗報告等，極大地方便了用戶的操作與管理。

3.5" " 數(shù)據(jù)安全與隱私保護

在數(shù)據(jù)驅(qū)動的時代背景下，數(shù)據(jù)安全與隱私保護顯得尤為重要。本系統(tǒng)采用多重加密技術(shù)和訪問控制機制，確保校驗過程中涉及的所有數(shù)據(jù)均處于安全可控的狀態(tài)。同時，系統(tǒng)嚴格遵守相關(guān)法律法規(guī)要求，對敏感數(shù)據(jù)進行脫敏處理，防止數(shù)據(jù)泄露和濫用。此外，系統(tǒng)還提供了完善的日志記錄和審計功能，確保所有操作均可追溯可查詢，為數(shù)據(jù)安全和隱私保護提供了堅實保障。

3.6" " 系統(tǒng)擴展性與兼容性

為適應未來電力系統(tǒng)的快速發(fā)展和變化，本系統(tǒng)在設計之初就充分考慮了擴展性和兼容性。系統(tǒng)采用模塊化設計思想，各功能模塊之間相對獨立又相互關(guān)聯(lián)，便于后續(xù)的功能擴展和升級。同時，系統(tǒng)支持多種主流電力自動化系統(tǒng)平臺，如南瑞科技的Open3000、D5000等，并具備強大的兼容能力，能夠輕松接入不同廠商、不同型號的設備。

4" " 結(jié)束語

綜上所述，基于人工智能的調(diào)度主站自動信息校驗系統(tǒng)不僅提升了調(diào)度自動化驗收的效率和準確性，還通過智能化故障預警與診斷、優(yōu)化用戶體驗與交互設計、加強數(shù)據(jù)安全與隱私保護以及提高系統(tǒng)擴展性與兼容性等方面的創(chuàng)新與改良，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了強有力的支持。

[參考文獻]

[1] 陳東海，李鵬，周洋，等.基于圖像識別技術(shù)的電力調(diào)度主站系統(tǒng)信號自動對點系統(tǒng)[J].電子設計工程，2022，30（13）：73-77.

[2] 崔光魯.基于智能二次設備的智能變電站全站互聯(lián)自動測試策略研究[D].南京：東南大學，2016.

[3] 黃智華，周瀛，陳文海，等.智能變電站與常規(guī)變電站在操作回路上的差異[J].電力系統(tǒng)裝備，2022（2）：21-23.

[4] 汪崔洋，江全元，唐雅潔，等.基于告警信號文本挖掘的電力調(diào)度故障診斷[J].電力自動化設備，2019，39（4）：126-132.