一种基于解析操作任务智能生成操作步骤的实现方法及系统与流程

本发明属于电力系统自动化领域，具体涉及一种基于解析操作任务智能生成操作步骤的系统及实现方法。

背景技术：

调度机构是电力系统运行的组织、指挥、指导和协调机构，电网调控操作是实时维持发电和负荷平衡、维持系统安全稳定运行的关键因素。随着电网规模越来越大，电网设备不断增多，每年都有大量的新设备投产，而调度人员需要编写大量的新设备投产方案，工作量极大。

随着计算机技术的进步，相关的文章提出了一些自动编制新设备投产方案的系统。但大多数系统只初步解决了在申报、批准和调度管理部门内部各专业处室之间的流程交互问题。虽有部分系统进行了自动生成操作步骤技术的研究，但自动生成操作步骤仅限于对单一设备操作步骤的自动生成，并未进行整体方案自动生成的研究。由于在实际的电网调控运行业务中，新设备投产方案编制涉及不同处室、不同系统的编制完成，而现有的启动方案管理无法满足电网发展趋势的要求，主要几个突出的问题如下：

1、多数调控机构采用新建文件夹的方式手动管理新设备投产方案；

2、调控人员采用word编写工具，手动编辑新设备投产方案中的操作步骤；

3、不具备根据待操作任务智能生成操作步骤的功能。

为保证电力系统的安全稳定运行，适应电网快速发展的形势，提高调度员指挥电网运行操作的效率，亟需进行根据待操作任务智能生成操作操作步骤的方法研究。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种基于解析操作任务智能生成操作步骤的实现方法及系统。

技术方案：一种基于解析操作任务智能生成操作步骤的实现方法，包括以下步骤：

步骤1：根据待操作任务编号获取待操作任务报文，对待操作任务报文进行解析，得到可供计算机处理的对象化解析结果，所述对象化解析结果包括：厂站名称、厂站id、目标设备id、目标设备初状态及目标设备末状态；

步骤2：根据对象化解析结果，在预先建立的电网层级拓扑结构进行设备间隔范围搜索，得到与目标设备相关的相关设备；

步骤3：根据目标设备类型，用户进行相关设备的状态选择，得到确认后的相关方式信息；

步骤4：依据确认后的相关方式信息，生成目标设备的相关调度信息；

步骤5：根据目标设备id、目标设备的状态信息、目标设备的相关方式信息和目标设备的相关调度信息与预先建立的模板库中的模板化规则进行匹配，生成操作步骤序列。

进一步的，在所述步骤3中，所述目标设备类型包括一次设备和二次设备，若目标设备为一次设备时，则通过对相关设备的厂站信息、相关设备的名称、相关设备的可选择末状态、厂站操作步骤顺序进行自定义选择，得到确认后的相关方式信息；若目标设备为二次设备，则通过对目标设备的操作类型、目标设备的保护状态转换进行自定义选择，得到确认后的相关方式信息；所述操作类型包括保护投退类型。

进一步的，在步骤4中，所述的生成目标设备的相关调度信息的步骤包括：

受确认后的相关方式信息和相关设备的约束，从预先建立的新投运设备操作相关方式规则库中获取目标设备的相关调度信息，所述相关调度信息包括相关设备的可选状态及目标状态。

进一步的，在步骤4中，所述的生成操作步骤序列的步骤包括：

根据目标设备、目标设备初状态、目标设备末状态、目标设备的相关方式信息和目标设备的相关调度信息，与预先建立的启动方案规则模板库中的模板化规则进行匹配，匹配完成后，转换通配符生成操作步骤序列。

进一步的，所述目标设备类型包括一次设备和二次设备，所述启动方案规则模板库包括一次设备生成操作步骤规则模板库和二次设备生成操作步骤规则模板库，一次设备匹配一次设备生成操作步骤规则模板库，二次设备匹配二次设备生成操作步骤规则模板库。

进一步的，所述电网层级拓扑结构从上至下依次包括厂站层、宏间隔层、微间隔层和原子层；所述宏间隔包括线路间隔、主变间隔和母线间隔；所述微间隔包括开关间隔和pt间隔。

进一步的，在所述步骤2中，基于预先建立的电网拓扑结构进行间隔范围搜索的具体步骤包括：

根据对象化解析结果得到的厂站名称和厂站id定位厂站数据；

在原子层搜索得到对应的原子设备；

根据原子设备的拓扑接线方式搜索微间隔对应的原子设备，得到微间隔；

遍历主设备，根据主设备向周边辐射搜索得到对应的微间隔；

将独立的微间隔建立连接关系得到宏间隔；

所述的厂站数据、原子设备、微间隔、宏间隔构成目标设备的相关设备。

进一步的，所述操作步骤序列包括：[连接词1]+[状态1]+[连接词2]+[状态2]、[连接词]+[状态]、[状态]中的一种。

本发明还公开了一种基于解析操作任务智能生成操作步骤的实现系统，包括：后台程序和人机交互界面；

所述后台程序包括：

待操作任务传输模块，用于根据待操作任务编号将所对应的待操作任务报文传输至待操作任务解析模块；

待操作任务解析模块，用于对待操作任务报文进行解析，得到可供计算机处理的对象化解析结果，所述对象化解析结果包括：厂站名称、厂站id、目标设备id、目标设备初状态及目标设备末状态；

电网层级拓扑模块，用于基于对象化解析结果，以目标设备id为入口，进行间隔搜索分析，得到与目标设备相关的相关设备；

新投运设备操作相关方式规则库，用于面向目标设备，存储有目标设备的相关调度信息，所述相关调度信息包括目标设备的相关设备的可选状态及目标状态；

启动方案规则模板库，存储有按照生成操作步骤规则生成的模板化规则；

匹配模块，用于根据目标设备、目标设备初状态、目标设备末状态、目标设备的相关方式信息和目标设备的相关调度信息与启动方案规则模板库中相对应的模板化规则进行匹配，得到操作步骤序列；

所述人机交互界面包括相关方式信息选择窗口和拟票界面；

所述相关方式信息选择窗口，用于当电网层级拓扑模块完成间隔搜索分析后，根据目标设备类型弹出对应相关方式窗口供用户进行相关方式信息选择，若目标设备为一次设备时，则相关方式窗口显示相关设备的厂站信息、名称、可选择末状态、厂站操作步骤顺序供用户进行选择，若目标设备为二次设备时，则相关方式窗口显示操作类型、保护状态转换信息供用户进行选择，经用户选择后的相关方式信息返回给后台程序；

所述拟票界面，用于接收来自匹配模块的操作步骤序列，生成操作步骤。进一步的，所述待操作任务解析模块基于语义解析对待操作任务报文进行分词解析得到可供计算机处理并与电网模型标识唯一关联、设备状态描述与设备状态标识一一对应的对象化解析结果。有益效果：本发明的方法能够实现新设备投产方案的智能编制，极大减轻了方式运行人员的工作压力，启动方案的智能编制，推动方案的规范化、标准化编制，保障电网运行安全。

附图说明

图1为系统总体结构图；

图2为层级微拓扑结构图；

图3为待操作任务智能生成操作步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本发明。

如图3所示，本实施例的一种基于任务解析智能生成操作步骤的实现方法，其工作步骤如下：

步骤1：应用启动时，应用后台自启动同时待操作任务接收线程启动；

步骤2：当待操作任务传送时，后台程序接收程序对待操作任务进行解析对象化；

步骤3：用户打开启动方案管理系统控制台，进入待操作任务管理界面，查看待操作任务内容及状态；

步骤4：用户选中待开票的待操作任务，点击“智能生成操作步骤”按钮；

步骤5：后台程序接收人机请求后，根据待操作任务编号获取待操作任务解析对象化信息；

步骤6：基于对象化信息，后台程序根据目标设备类型进行设备间隔搜索，获取相关设备后，根据设备运行状态规则分析相关设备的运行状态，同时根据目标设备类型弹出对应相关方式窗口供用户进行相关方式信息选择，若目标设备为一次设备时，则相关方式窗口显示相关设备的厂站信息、名称、可选择末状态、厂站操作步骤顺序选择等信息，若目标设备为二次设备时，则相关方式窗口显示操作类型、保护状态转换等信息，用户进行信息选择之后，人机将确认后的相关方式信息返回给后台程序；

步骤7：后台程序接收确认后的相关方式信息，程序转换并存储相关方式信息，根据目标设备类型信息进入模库进行模板匹配，一次设备智能匹配一次设备生成操作步骤模板库，二次设备智能匹配二次设备生成操作步骤模板库；程序利用相关方式信息与模板中的指令信息进行匹配。匹配完成，转换通配符生成操作步骤序列，当为一次设备时后台对设备状态进行置位和拓扑着色，同时并将指令序列发送至人机；

步骤8：人机接收生成操作步骤报文，生成操作步骤至拟票界面，完成待操作任务智能生成启动方案的过程。

如图1所示，基于待操作任务智能生成操作步骤流程的实现系统可以由待操作任务传输模块、待操作任务解析模块、智能拓扑模块及模板库四部分组成。

其中，待操作任务传输模块与外部系统采用标准报文格式进行交互，待操作任务按照报文格式生成待操作任务报文。

其中，待操作任务解析接收到待操作任务报文，对报文内容进行解析，以备生成操作步骤使用；具体为：针对各类待操作任务报文的特点，设计适合电力调度控制领域报文特点分词标注、词性标注、词成分标注、语义成分标注等，将操作任务中包含的厂站、设备及初末状态、特定关键字进行对象化解析，为新投运设备拓扑分析及智能生成操作步骤提供必要条件。为了实现待操作任务智能生成操作步骤，对投运设备及投运任务进行结构化及对象化处理，即采用语义解析的技术进行分词并与d5000平台中的设备名称、设备id、初状态和末状态相关联，生成投运设备与模型标识唯一关联、设备状态描述与设备状态标识一一对应的结构化数据，以供计算机识别。

其中，本实施例的智能拓扑模块是基于一次设备及二次设备的拓扑特性，提出的面向微间隔的电网拓扑模型。根据设备特性，将模型分解为开关间隔、主变间隔、母线间隔、线路间隔及二次装置。全站面向间隔进行拓扑分析，当接收到新投运设备信息之后，以新投运设备为入口，直接调用间隔分析结果，缩小搜索范围，拓扑规模得到较大降低，提高生成操作步骤效率。

电网层级微拓扑模型的建立方法，其核心思想是基于ems设备模型的特点，如图2所示，根据功能分为厂站层、宏间隔层、微间隔层、原子设备层。

厂站层：根据解析结果，确定厂站信息；

宏间隔层：根据一些主设备，构建宏间隔层，如线路、主变、母线等；

微间隔层：根据一些相对独立的设备构建微间隔层，开关及pt，微间隔是组成宏间隔的单元；

原子层：不可分割的最小单位，由开关、刀闸、地刀等元素组成。

按照层级拓扑结构，根据厂站、设备命名规则首先定位厂站数据，然后处理原子层设备；接着，根据电网层级结构的关系，进行微间隔分析和宏间隔分析，来得到微间隔层数据和宏间隔数据。

其中，微间隔分析为：根据开关等元件的拓扑接线方式搜索到微间隔对应的原子设备，组合出微间隔。

其中，宏间隔分析为：遍历线路、母线等主设备，根据主设备向周边辐射搜索微间隔，将相对独立的微间隔建立连接关系。

层级拓扑分析为智能生成操作步骤提供模型依据。

模板库是智能生成操作步骤的核心，是智能生成操作步骤专家系统的重要组成部分，具体涉及新投运设备操作相关方式规则库、启动方案规则模板库。

新投运设备操作相关方式规则库主要是面向待操作任务的新投运设备，在新投运设备时，可能涉及到周边设备，其范围以新投运设备的类型、接线方式等条件相关。在给定待操作任务时，其相关设备的目的状态存在不确定性，这种情况，称之为限制条件下的多态性。这种多态性，增加了操作目的限制条件下的可选择性，形成了相同设备操作类型下的操作任务的多样化。

启动方案规则模板库包含新投运一次设备成票规则及二次设备的生成操作步骤规则，主要用于形成不同新投运设备及相关方式条件下输出，在不同调度单位、不同新投运设备类型模型、不同电网范围的条件下，形成所需的输出目标。通过建立生成操作步骤规则库，创建生成操作步骤模板，由于一般操作类型可以由以下三种情况组成：

[连接词1]+[状态1]+[连接词2]+[状态2]

[连接词]+[状态]

[状态]

因此可将所有操作步骤内容按照生成操作步骤规则生成模板化规则，当新投运设备生成操作步骤时，通过操作步骤任务及相关方式信息，智能匹配规则模板库，实现待操作任务智能生成操作步骤。

启动方案管理系统从画面浏览器获取操作任务信息，通过对操作任务中涉及的厂站及相关设备信息解析提取，获取待操作设备；拓扑程序自动分析设备的当前运行状态及该设备操作涉及的相关设备信息；最后系统根据操作设备及初、末状态及相关调度细则约束，系统自动推理、匹配模板生成操作步骤，当存在多种允许的操作方案时，系统自动弹出提问对话框，根据调控人员对提问的回答，引导生成操作步骤。

下面结合实施例进一步阐述本发明。

本实施例的待操作任务报文如下：

对“民胜变156开关民业线启动”进行文本分词得到：“民胜变/156开关/民业线/启动”；语义解析分析得到该操作任务的对象化解析结果信息“厂站名称：民胜变厂站id：113999736746356435；设备名称：民业线；设备id：116812115667244879；主设备名称：156开关；主设备id：116813415667245643；末状态：3(运行)。”

调用电网拓扑模块，输入设备为“民业线”“156开关”，得到拓扑结果：

156开关刀闸：1562、1566；

对端厂站：哈业变；

线路开关：121开关；

开关刀闸：121-2、121-6；

连接母线：110kv#1m、110kv#2m；

母联开关：母联112开关。

通过“类型：线路开关；目标状态：运行”进行模板匹配，生成操作序列。