T/CES 227-2023 电网调度知识图谱构建及故障处理框架

1. ​​文档概述​​

本文件是团体标准T/CES 227-2023，由中国电工技术学会提出并归口，起草单位包括国网信息通信产业集团有限公司等。它首次发布于2023年12月，旨在为电网调度领域提供知识图谱构建及故障处理的标准化框架指南。文档强调其内容可能涉及专利，但发布机构不承担识别责任。整体结构遵循GB/T 1.1-2020标准，包括范围、引用文件、术语定义、技术框架和应用流程等部分，适用于国内电力企业构建知识图谱和故障处理系统。

2. ​​文档范围（第1章）​​

本文件提供了电网调度知识图谱构建及故障处理的综合框架，涵盖术语定义、技术处理方法和集成应用指南。具体适用范围包括：

• 指导电力企业构建电网调度知识图谱（如数据采集、建模、存储和推理）。
• 支持基于知识图谱的调度故障处理集成应用（如故障分析、研判和处置）。
• 作为技术依据，确保系统符合安全、高效和标准化要求，例如引用GB/T 33607-2017（智能电网调度控制系统框架）和GB/T 42131-2022（知识图谱技术框架）。

3. ​​关键术语与定义（第3章）​​

文档定义了8个核心术语，确保概念清晰、无歧义，为后续框架提供基础：

• ​​电网调度（Power Dispatching）​​：保证电网安全稳定运行的管理手段，包括对外供电和电力生产有序性。
• ​​知识图谱（Knowledge Graph）​​：以结构化形式描述的知识元素及其联系的集合。
• ​​故障处理（Fault Handling）​​：解决电网设备、部件或元件功能失效的方法和过程。
• ​​故障分析（Fault Analysis）​​：基于知识图谱诊断故障机理、模式、概率和发展规律。
• ​​知识图谱建模（Knowledge Graph Modeling）​​：构建本体及其形式化表达的活动。
• ​​知识推理（Knowledge Reasoning）​​：基于图谱和算法发现隐含知识的过程。
• ​​关键断面（Key Section）​​：电力系统区域间承担功率交互的线路集合，断开会导致系统分裂。
• ​​稳定裕度（Stability Margin）​​：系统在扰动或故障时保持稳定运行的能力。

4. ​​电网调度知识图谱构建技术框架（第4章）​​

该框架基于GB/T 42131-2022和GB/T 33607-2017，包含5个核心活动环节，形成闭环流程。以下分述各环节技术要求：

框架由数据采集和预处理、知识图谱建模和存储、知识推理和应用、可视化和交互、知识维护和更新5个环节组成，确保知识图谱从构建到应用的完整性。这些环节相互衔接，支持电网调度数据的知识化转化。

• ​​技术要求​​：设计自动化流程，包括数据抽取、探索、清洗、变换和加载；实施数据质量监控（如定义关键指标：数据准确性≥99%、完整性≥98%、一致性和时效性≥97%）；提供安全保护（如国密加密传输、敏感数据100%脱敏）。
• ​​重点​​：强调异常检测算法识别数据问题，并评估数据可用性（考虑需求-资源平衡、领域复杂度等）。

• ​​技术要求​​：明确图谱目标和范围（实体和关系类型分类）；选择协作式建模工具；设计标准化数据格式（如JSON-LD、RDF/XML），包括使用OWL或RDFS定义本体、唯一标识符分配（URI/IRI）、属性数据类型约束、关系类型定义等。
• ​​存储要求​​：选择合适数据库（如支持索引、事务管理）；提供导入/导出机制；实施访问控制和备份（如定期备份、监控日志）。关键细节包括实体层次结构、数据版本控制和元数据维护。

• ​​技术要求​​：基于用户需求（如电力调度、故障诊断）设计流程（知识获取→表示→推理→应用输出）；实施实时监控（定义性能指标：准确率≥98%、召回率、F1分数）；评估算法性能（如测试集准确率98%，单台8核CPU服务器处理能力≥100次/s）。
• ​​应用场景​​：支持高吞吐量推理，确保故障诊断的实时性。

• ​​技术要求​​：设计标准化界面（支持搜索、过滤、聚类等功能）；实现互操作性（跨系统和平台）；提供自定义交互方式（如拖放、语音操作），提升用户体验。

• ​​技术要求​​：提供自动化检测和修正工具（如规则算法修正错误）；设定更新频率（每周至少一次，有效性≥95%）；支持知识融合（如实体链指、兼容IEC标准）；引入专家意见（审查更新结果）；实施监控和改进机制（基于报告优化流程）。

5. ​​基于知识图谱的调度故障处理集成应用框架（第5章）​​

该框架结合GB/T 42131-2022等标准，提出故障处理的4阶段流程，强调知识图谱在故障诊断中的核心作用。

框架包括故障规范表示、故障知识提炼、故障分析研判、故障处置存档4个应用过程，形成闭环处理链，优化电网故障响应效率。

• ​​应用要求​​：构建电网设备实体图谱（从关系型数据库映射到图数据库）；支持实时/非实时更新；创建故障处理概念图谱（自动提炼关键概念和关系，辅以人工校验形成领域本体），实现故障抽象表达。

• ​​应用要求​​：利用自然语言处理提取非结构化文本知识（如调度规程、故障报告）；构建结构化知识网络（包括逻辑运算库和规则库）；支持机器学习生成领域知识（如薄弱环节、关键断面），用于更新实体或逻辑图谱。

• ​​应用要求​​：知识推理引擎在故障发生时分析匹配的知识路径；通过故障信息解析（特征描述、影响）、分析（报告、传感器数据）、判断（因果分析、类型划分）模块评估故障；采用数据驱动模型（考虑设备重要性、影响范围等维度），优先处理关键问题（如高影响度故障）。

• ​​应用要求​​：提供筛选后故障信息（主要信息、隐含知识）供调度人员决策，关键操作需人工确认；处置后自动化提取结构化知识（如设备信息、故障原因、处置措施），构建案例知识图谱用于记录和查阅，并更新设备实体图谱以提升学习能力。

6. ​​其他相关信息​​

• ​​前言和规范性引用​​：文档起草遵循GB/T 1.1-2020，引用标准包括DL/T 516-2017（电力调度自动化规程）和DL/T 1033.9-2006（电网调度词汇），确保兼容行业规范。
• ​​实施价值​​：本框架首次发布，强调知识图谱在提升电网故障处理效率、降低安全风险中的作用，如通过知识推理减少人为错误，支持智能决策。

7. ​​整体总结​​

T/CES 227-2023标准提供了电网调度知识图谱构建及故障处理的全面框架，技术层面覆盖数据采集到知识维护（第4章），应用层面聚焦故障处理流程（第5章）。核心优势在于：

• ​​标准化​​：严格引用国标和行业标准，确保互操作性和安全性。
• ​​智能化​​：利用知识图谱实现故障自动诊断和决策支持（如推理准确率≥98%）。
• ​​实用性​​：设计详细指标（如数据质量要求）和流程（如每周知识更新），适用于电力企业落地应用。
  通过嵌入知识图谱，电网调度系统可实现更高效、可靠的故障响应，推动电力行业智能化升级。