基于人工智能的調(diào)度主站自動(dòng)信息校驗(yàn)系統(tǒng)研究

摘要：針對(duì)各級(jí)調(diào)度中心與變電站進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)需要大量人力、效率低下、準(zhǔn)確性差等問(wèn)題，研究了一種基于人工智能技術(shù)的調(diào)度主站自動(dòng)信息校驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)融合了文字識(shí)別、電力圖像識(shí)別、機(jī)器人按鍵軌跡智能構(gòu)建、電力主備調(diào)同步驗(yàn)證等人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了校驗(yàn)信號(hào)和畫面信息的自動(dòng)識(shí)別、分析處理，大大提升了主站端驗(yàn)收效率和智能化作業(yè)水平。該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠避免人為因素導(dǎo)致的錯(cuò)誤，減輕驗(yàn)收人員工作強(qiáng)度，縮短調(diào)試周期，提高效率和質(zhì)量，為各變電站遠(yuǎn)動(dòng)及主站驗(yàn)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(dòng)信息校驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TM734" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2024）24-0006-04

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

0" " 引言

隨著無(wú)人值守變電站的不斷普及，各級(jí)調(diào)度中心能否對(duì)管轄變電站進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)控成為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提，這就要求調(diào)度中心配置的每個(gè)變電站測(cè)點(diǎn)信息及畫面信號(hào)關(guān)聯(lián)等都必須準(zhǔn)確無(wú)誤[1]。目前新建變電站或改擴(kuò)建工程投運(yùn)前，都需要對(duì)調(diào)度主站和廠站端的遠(yuǎn)傳區(qū)點(diǎn)表信息進(jìn)行校驗(yàn)，驗(yàn)證信號(hào)的實(shí)時(shí)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(jìn)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(dòng)方式實(shí)現(xiàn)信息校對(duì)，隨著二次設(shè)備裝置仿真技術(shù)的發(fā)展，廠站內(nèi)信號(hào)校驗(yàn)開始通過(guò)專用儀器設(shè)備完成[3]。然而，調(diào)度側(cè)的信號(hào)校驗(yàn)基本還是采用人工核驗(yàn)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(duì)調(diào)度主站系統(tǒng)的實(shí)時(shí)告警窗以及各接線分圖畫面信息，這給調(diào)度人員帶來(lái)了極大的工作負(fù)擔(dān)，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(yàn)及驗(yàn)收系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)能夠減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，提高驗(yàn)收工作效率，保證校驗(yàn)結(jié)果的正確性，并且校驗(yàn)過(guò)程具有可回溯性。

1" " 整體結(jié)構(gòu)

自動(dòng)信息校驗(yàn)系統(tǒng)主要由1個(gè)綜合處理臺(tái)、2個(gè)調(diào)度自動(dòng)化工作站、1臺(tái)廠站端智能對(duì)點(diǎn)調(diào)試裝置構(gòu)成，如圖1所示。

校驗(yàn)系統(tǒng)工作過(guò)程分以下四步：

1）綜合處理臺(tái)建立待測(cè)變電站對(duì)點(diǎn)校驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)被測(cè)變電站所有圖形畫面自動(dòng)切圖并進(jìn)行分析，進(jìn)行一次全面的工程一致性檢查。

2）在主站端界面上設(shè)置待測(cè)遙信、遙測(cè)的觸發(fā)值以及間隔周期。設(shè)置完成后導(dǎo)出對(duì)點(diǎn)工程文件，提供給廠站端智能對(duì)點(diǎn)調(diào)試裝置。

3）廠站端智能對(duì)點(diǎn)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(yuǎn)動(dòng)RCD文件，完成匹配工作。

4）主站端對(duì)點(diǎn)裝置和廠站端對(duì)點(diǎn)裝置同時(shí)開始測(cè)試，廠站端對(duì)點(diǎn)裝置依次觸發(fā)MMS報(bào)文至站內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)，經(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)上送至主站，綜合處理臺(tái)自動(dòng)對(duì)實(shí)時(shí)告警窗、圖形畫面、前置多通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分析核驗(yàn)，同時(shí)刷新測(cè)試進(jìn)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(duì)點(diǎn)前，系統(tǒng)首先會(huì)完成目標(biāo)變電站的調(diào)度圖形畫面關(guān)聯(lián)工程一致性校驗(yàn)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的人工關(guān)聯(lián)失誤，進(jìn)一步保障調(diào)度安全穩(wěn)定運(yùn)行。主要進(jìn)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(cè)關(guān)聯(lián)重復(fù)性檢查;3）檢測(cè)點(diǎn)關(guān)聯(lián)所屬間隔錯(cuò)位檢查。

例如，在某次檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)某變電站#3電容器閘刀信號(hào)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(cè)人員通過(guò)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(hào)是錯(cuò)誤的。

2.2" " 實(shí)時(shí)告警窗信號(hào)校核

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)告警內(nèi)容的自適應(yīng)識(shí)別處理，包括信息推送方式、時(shí)標(biāo)、字體顏色、告警內(nèi)容格式等，能夠自動(dòng)判別告警內(nèi)容及信號(hào)等級(jí)是否有誤，完成對(duì)點(diǎn)信號(hào)的驗(yàn)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(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)情況。

2.3" " 電力圖形畫面信號(hào)校核

通過(guò)實(shí)時(shí)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(guò)畫面上的遙測(cè)數(shù)據(jù)、遙信變位信息、圖元顏色、光字牌閃爍等來(lái)判斷信號(hào)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(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠?qū)Υ郎y(cè)變電站多個(gè)通道的數(shù)據(jù)同步識(shí)別，確保一致性，其前置驗(yàn)證識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)100%。

2.5" " 對(duì)點(diǎn)溯源及人工復(fù)驗(yàn)

系統(tǒng)保證每個(gè)測(cè)點(diǎn)的信號(hào)都可追溯（圖5），可以隨時(shí)查看信號(hào)觸發(fā)時(shí)刻的調(diào)度告警窗，同時(shí)也方便了人工參與抽樣復(fù)驗(yàn)。

2.6" " 自動(dòng)生成對(duì)點(diǎn)結(jié)果報(bào)告

對(duì)點(diǎn)結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)保存結(jié)果，并導(dǎo)出EXCEL形式的記錄（圖6）。 同一個(gè)信號(hào)的告警窗信息、畫面信息、前置校驗(yàn)均通過(guò)才能判定為校驗(yàn)通過(guò)。

3" " 系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

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(shí)別、圖像識(shí)別等成熟技術(shù)，還創(chuàng)新性地將機(jī)器人按鍵軌跡智能構(gòu)建技術(shù)引入調(diào)度自動(dòng)化領(lǐng)域。這一技術(shù)通過(guò)模擬人類操作習(xí)慣，結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法，自動(dòng)規(guī)劃并優(yōu)化按鍵操作路徑，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜電力接線圖及間隔分圖的快速準(zhǔn)確訪問(wèn)與校驗(yàn)。此外，系統(tǒng)內(nèi)置的AI算法能不斷學(xué)習(xí)用戶習(xí)慣，進(jìn)一步優(yōu)化操作流程，提升整體校驗(yàn)效率。

3.2" " 電力主備調(diào)同步驗(yàn)證的強(qiáng)化

在電力系統(tǒng)中，主備調(diào)同步驗(yàn)證是確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)通過(guò)集成電力主備調(diào)同步驗(yàn)證模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)主備調(diào)系統(tǒng)間信號(hào)的一致性和實(shí)時(shí)性進(jìn)行雙重校驗(yàn)。該模塊能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并比對(duì)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(bào)警，并自動(dòng)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(diǎn)故障導(dǎo)致的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

3.3" " 智能化故障預(yù)警與診斷

除了基本的校驗(yàn)功能，本系統(tǒng)還具備智能化故障預(yù)警與診斷能力。通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)告警窗信息的深度挖掘與分析，系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別并預(yù)警潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)，如信號(hào)缺失、數(shù)據(jù)異常波動(dòng)等。同時(shí)，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(shí)庫(kù)，快速定位故障原因，并給出相應(yīng)的處理建議。這一功能極大地提升了故障處理的效率和準(zhǔn)確性，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。

3.4" " 用戶體驗(yàn)與交互設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)注重用戶體驗(yàn)與交互設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)遵循人性化原則，通過(guò)色彩區(qū)分、圖標(biāo)提示等方式，幫助用戶快速識(shí)別并處理校驗(yàn)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(yàn)規(guī)則、實(shí)時(shí)查看校驗(yàn)進(jìn)度、一鍵導(dǎo)出校驗(yàn)報(bào)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(hù)

在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的時(shí)代背景下，數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)顯得尤為重要。本系統(tǒng)采用多重加密技術(shù)和訪問(wèn)控制機(jī)制，確保校驗(yàn)過(guò)程中涉及的所有數(shù)據(jù)均處于安全可控的狀態(tài)。同時(shí)，系統(tǒng)嚴(yán)格遵守相關(guān)法律法規(guī)要求，對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)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(jì)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(hù)提供了堅(jiān)實(shí)保障。

3.6" " 系統(tǒng)擴(kuò)展性與兼容性

為適應(yīng)未來(lái)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展和變化，本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就充分考慮了擴(kuò)展性和兼容性。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，各功能模塊之間相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)，便于后續(xù)的功能擴(kuò)展和升級(jí)。同時(shí)，系統(tǒng)支持多種主流電力自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)，如南瑞科技的Open3000、D5000等，并具備強(qiáng)大的兼容能力，能夠輕松接入不同廠商、不同型號(hào)的設(shè)備。

4" " 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基于人工智能的調(diào)度主站自動(dòng)信息校驗(yàn)系統(tǒng)不僅提升了調(diào)度自動(dòng)化驗(yàn)收的效率和準(zhǔn)確性，還通過(guò)智能化故障預(yù)警與診斷、優(yōu)化用戶體驗(yàn)與交互設(shè)計(jì)、加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)以及提高系統(tǒng)擴(kuò)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(yùn)行提供了強(qiáng)有力的支持。

[參考文獻(xiàn)]

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