基于語音技術(shù)的分布式光伏交互查詢技術(shù)

向東旭，劉慶節(jié)，吳 丹，付俊強(qiáng)，傅 琳

（1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司常山縣供電公司，浙江 常山 324299；2.杭州久益電力科技有限公司，浙江 杭州 311215）

分布式光伏在發(fā)電模式上，具有就近發(fā)電、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)發(fā)電用電并存，即在就地消納電能后將多余的電能并入電網(wǎng)，提供給更多的用戶使用。因此，電網(wǎng)調(diào)度要更重視分布式光伏供電的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)化監(jiān)控和獲取技術(shù)。在實(shí)際操作中，能夠借助合適的軟件系統(tǒng)，及時(shí)獲取相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，保證分布式光伏穩(wěn)定可靠運(yùn)行，有效提高分布式光伏供電協(xié)調(diào)性。

目前為了方便電網(wǎng)工作人員對分布式光伏進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，有研究人員開發(fā)了基于第三方平臺的手機(jī)端操作軟件[1]。該技術(shù)在一定程度上提供了實(shí)時(shí)查詢數(shù)據(jù)的便捷，但其查詢方式依托第三方平臺與數(shù)據(jù)庫的鏈接，查詢速度和準(zhǔn)確性不能得到保證，且當(dāng)需要將數(shù)據(jù)獲取進(jìn)行計(jì)算時(shí)導(dǎo)出方式較為局限。

本文就基于語音技術(shù)的分布式光伏交互查詢技術(shù)進(jìn)行研究，將分布式光伏數(shù)據(jù)有效集合，使用語音技術(shù)快速查詢并獲取所需信息，在提高分布式光伏信息查詢便捷性的同時(shí)，保證所獲得信息的準(zhǔn)確性和完整性。

1 分布式光伏語音互交查詢技術(shù)設(shè)計(jì)思路

本研究從為調(diào)度人員獲取分布式光伏有效數(shù)據(jù)的需求出發(fā)，以快速便捷查詢目標(biāo)信息為目的，改變目前分布式光伏數(shù)據(jù)存在于不同系統(tǒng)中的現(xiàn)狀，從系統(tǒng)中提取分布式光伏完整的設(shè)備電氣參數(shù)、線路量測數(shù)據(jù)、拓?fù)淠Ｐ偷葦?shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)與圖形模型進(jìn)行統(tǒng)一，建立用以查詢的完整數(shù)據(jù)庫。

當(dāng)調(diào)度人員需要獲取分布式光伏數(shù)據(jù)時(shí)，首先通過語音輸入設(shè)備將查詢內(nèi)容以音頻文件的方式錄入系統(tǒng)，再利用語音識別技術(shù)將錄入的語音進(jìn)行文字化識別，基于語言習(xí)慣和與系統(tǒng)數(shù)據(jù)相關(guān)性進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以獲得輸入語音的文字?jǐn)?shù)據(jù)。然后根據(jù)文字轉(zhuǎn)化的結(jié)果對所需查詢的信息進(jìn)行分析，并提取關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)成計(jì)算機(jī)語言用于搜索。當(dāng)查詢內(nèi)容在數(shù)據(jù)庫中匹配到相應(yīng)數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)將數(shù)據(jù)以圖形、列表等形式展示，有助于人員更直觀清晰地分析數(shù)據(jù)，同時(shí)也可將數(shù)據(jù)下載輸出用以進(jìn)一步的運(yùn)行計(jì)算分析。若在數(shù)據(jù)庫中無法匹配到相關(guān)數(shù)據(jù)或輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不夠，也可人工輸入文字進(jìn)行查詢，以獲得有效準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，流程如圖1所示。

圖1 語音檢索流程圖

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 語音識別與語言解析

語音作為一個(gè)模擬信號，經(jīng)過語音輸入設(shè)備采樣后，處理成為計(jì)算機(jī)可讀取的數(shù)字信號，再通過特征提取，將特征向量進(jìn)行模式匹配，轉(zhuǎn)化為文本形式。模型匹配環(huán)節(jié)的聲學(xué)模型和語言模型決定了識別結(jié)果，中文語句中斷句方式和一詞多義的問題是模型匹配中的巨大挑戰(zhàn)，分詞部分可以用數(shù)學(xué)算法解決，而具體詞義往往需要根據(jù)語句前后關(guān)聯(lián)來理解，采用監(jiān)督學(xué)習(xí)算法可以用于詞義消歧，根據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得一個(gè)多義詞在不同語境中與特定詞義的對應(yīng)關(guān)系，對模型進(jìn)行標(biāo)注后的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。

在語音識別中，除去人工輸入時(shí)自身語言表述對于模型匹配的影響，還考慮語音輸入時(shí)整體環(huán)境帶來的影響。目前深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聲學(xué)建模得到大量研究并在各軟件中得到應(yīng)用，利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得排除噪音對語音識別的影響。通過對含有噪音的語音添加窗口函數(shù)獲取噪聲估值，然后對語音中的短時(shí)音頻進(jìn)行增強(qiáng)，在獲得增強(qiáng)后的語音中將噪音頻譜減去，即可獲得更加純凈的語音頻譜[2]。

2.2 數(shù)據(jù)搜索與輸出

針對分布式光伏數(shù)據(jù)檢索存在不同層面的業(yè)務(wù)需求，即根據(jù)電壓等級檢索不同容量的光伏供電量，根據(jù)饋線統(tǒng)計(jì)光伏容量和實(shí)際供電量，根據(jù)變電站或母線統(tǒng)計(jì)出光伏的供電量，根據(jù)計(jì)算要求按時(shí)段或類別進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。但是目前分布式光伏的量測數(shù)據(jù)分屬于各光伏電站的系統(tǒng)中，因此首要工作是開發(fā)接口來獲取數(shù)據(jù)。

由于分布式光伏數(shù)據(jù)相較于傳統(tǒng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)更加多樣化，在搜索時(shí)通過單一關(guān)鍵字容易產(chǎn)生結(jié)果偏差，因此在分布式光伏數(shù)據(jù)語音檢索中，將對輸入語音指令進(jìn)行多樣拆分，獲取多個(gè)關(guān)鍵詞并在各個(gè)相關(guān)聯(lián)的字段使用并行關(guān)聯(lián)查詢[3]，最后匯總合并以獲得準(zhǔn)確完整的所需數(shù)據(jù)。

對于查詢所得的數(shù)據(jù)，根據(jù)不同數(shù)據(jù)類型進(jìn)行相應(yīng)展現(xiàn)，輸出方式具有多樣性，對于單一搜索結(jié)果的數(shù)據(jù)可以使用最為直接的語音輸出，具有統(tǒng)計(jì)需求的數(shù)據(jù)以文本或列表方式輸出，便于直觀分析及后續(xù)相關(guān)計(jì)算。

3 結(jié)束語

語音查詢技術(shù)可以便捷獲取分布式光伏各項(xiàng)數(shù)據(jù)，節(jié)約人員用于運(yùn)行計(jì)算的數(shù)據(jù)獲取時(shí)間。在應(yīng)用中語音技術(shù)還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景，不斷訓(xùn)練更新以適應(yīng)方言口音、語言用詞習(xí)慣等因素對其文字轉(zhuǎn)換的影響，進(jìn)一步提高信息查詢的準(zhǔn)確性。在分布式光伏數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方面，可以進(jìn)一步探索應(yīng)用于電網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)化計(jì)算，更好地幫助電網(wǎng)人員快速直觀地對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和決策。