電網主設備知識計算關鍵技術及工程應用4datafun.pdf

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1、電網主設備知識計算關鍵技術及工程應用演講人：劉同陽國網智研院研發工程師 2023 !#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)01團隊介紹電網主設備知識計算項目成果展望未來2團隊介紹!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)03簡介國網智能電網研究院有限公司STATE GRID SMART GRID RESEAR

2、CH INSTITUTE CO.,LTD.2013年正式成立國網智能電網研究院2016年2月一次更名全球能源互聯網研究院2017年10月改制全球能源互聯網研究院有限公司能源互聯網新型電力系統基礎共性與戰略前瞻技術研究及裝備研發圍繞一個定位跨國界、跨領域、跨專業構建一個平臺高端裝備研發 高端人才培養科技創新試驗 重大成果輸出打造四個基地2021年12月二次更名國網智能電網研究院有限公司!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)04計算及應用研究所智研院下

3、屬科研機構先進計算、人工智能、大數據分析等數字化新技術創新應用研究，致力于：能源互聯網&新型電力系統更快的協同計算能力更強的智慧決策能力更優的運行控制能力國網智能電網研究院有限公司功率半導體所電網數字化技術研究所計算及應用研究所直流輸電技術研究所發展計劃部電工新材料所財務資產部黨委組織部人力資源部黨委黨建部黨委宣傳部紀委辦公室合規審計部巡察辦電力電子所科技部綜合服務中心物流中心新型電網技術研究所知識產權運營中心辦公室黨委辦公室全球能源互聯網歐洲研究所國網智研院南京分公司職能部門支撐部門分公司海外研究院研究所!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(

4、-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)05科研方向聚焦3個核心技術先進計算加速引擎人工智能推理模型智慧能源調控算法面向3個任務場景新型電力系統柔性化清潔化數字化電力電子化互聯電網柔性傳輸廣域設備智能分析靈活資源聚合互動更快的協同計算能力更強的推演分析能力更優的調控決策能力!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)06人才隊伍科技創新團隊33.8歲平均年齡72%35歲及以下員工占比92%碩士及以

5、上學歷占比電氣工程應用數學計算機科學與技術電子與通信電力系統級及其自動化模式識別與智能系統地理信息系統與地圖學3支聯合攻關團隊 電網先進計算 人工智能應用 智慧能源調控!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)07交流合作電網、發電企業產業公司高校中科院百度應用算法/模型計算平臺芯片/硬件模塊CIGRE D2.52電力人工智能工作組召集人單位中電聯電力先進計算標委會秘書長單位中國電機工程學會人工智能專委會副秘書長單位中國電子工業標委會會員單位全國信息安

6、全標委會成員單位全國信息技術標委會成員單位中國人工智能學會會員單位學術組織人工智能聯合實驗室（與騰訊共建）數字智能分析聯合實驗室（與國網能研院、浙江公司、天云公司共建)共建實驗室中關村可信計算聯盟副理事長單位中國人工智能產業發展聯盟邊緣計算聯盟理事單位中國電力大數據創新聯盟會員單位國家能源互聯網產業及技術創新聯盟理事單位CEIA能源數字化專委會理事單位產業聯盟!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)08電網主設備知識計算!#$%&(!#$%&()*+

7、,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)09項目背景電網設備管理數字化規章制度 國網設備管理數字化面臨以下幾點問題：數據質量與完整性，數據整合與標準化，實時性與準確性，安全性與隱私保護，技術更新與維護，人員培訓與技能提升，成本與投資回報。知識存儲數字化效率不高資料信息知識化程度不深知識應用智能化程度不高電網主設備變壓器換流變壓器斷路器氣體絕緣金屬封閉開關設備高壓并聯電抗器電壓互感器電流互感器技術標準規章制度技術標準故障案例規章制度設備資料設備資料220kV及以上重要的生產要素和數

8、據資產!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)010電網主設備知識計算電網主設備知識計算是利用人工智能技術，對變壓器、換流變壓器等 7 類主設備的運檢資料，進行解析加工、知識建模、計算求解的技術。為檢修試驗、缺陷定級、故障溯因等業務提供精準化檢索、智能化問答、圖譜化呈現，移動化應用等知識服務。給電網設備精準化管理帶來全新的技術手段。11基于知識計算流程運檢人員獲取故障知識、制定處置方案傳統流程運檢人員獲取故障知識、制定處置方案查閱資料、搜索引擎技術專

9、家電網主設備知識計算耗時：小時級耗時：分鐘級!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)011技術難題近年來，國內外圍繞知識賦能行業需求，開展了大量知識計算與知識應用技術研究，初步實現在機械、石油、電力行業的文檔級知識檢索，但距離知識智能化應用還存在較大差距：資料加工難、知識關聯差、業務適配低。難以支撐設備全要素、全業務、全環節知識共享應用機器解析加工海量非結構化設備運檢資料機器關聯理解零散碎片化設備運檢知識機器精準適配多場景設備運檢業務!#$%&(!#

10、$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)012技術方案電網主設備知識計算技術主設備資料逐級自動解析加工技術主設備大規模復雜知識關聯表示技術主設備高性能知識計算引擎應用平臺示范應用在電網業務中臺、公司“兩庫一平臺”部署，實現服務集成、知識貫通、智能化應用電網資源業務中臺人工智能平臺模型庫樣本庫形勢需求現代設備管理體系建設需求“2+7+N”電網設備管理知識體系新型電力系統支撐需求助力電網數字化轉型、智能化升級設備精益化管理需求挖掘專業數據知識價值賦能電網設備業務應用電網

11、企業智能化升級高質量設備知識專業樣本（基礎）大規模設備知識關聯（核心）高精度設備業務適配（主線）主設備知識本體描述設備資料自動解析處理大規模設備文本預訓練方法設備知識層次化預訓練技術設備缺陷故障知識應用適配技術設備統一知識搜索引擎設備復雜知識問答引擎設備故障知識推理方法設備資料逐級抽取加工p人機協同p自動構建p規模龐大p層次分明p深度賦能p質效提升體系采集拆解存儲服務運營精準檢索智能問答輔助決策為破解上述難題，項目在電網主設備資料加工、知識關聯、業務適配三個方面取得創新突破!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%

12、&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)013關鍵步驟主設備資料逐級自動解析加工技術1.主設備知識本體描述變壓器基礎參數組成部件設備檢修換流變2.設備資料自動解析處理技術標準設備資料jsonfiguresformula3.設備資料逐級抽取加工技術標準Q/GDW 11717-2017鋼絞線測量變化值8%!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)014關鍵步驟1.大規模設備文本預訓練方法大規模專業句對字關系2.設備知識層次化預訓練技

13、術字關系短語關系句對關系3.設備缺陷故障知識應用適配技術缺陷定級故障溯因設備知識圖譜1組件識別2 組件指稱知識抽取?n頂部儲油柜n本體左上方儲油柜n左側變壓器本體n右側變壓器儲油柜n右側變壓器頂部儲油柜n左側變壓器套管n左側變壓器本體頂部儲油柜發熱產生大量濃煙n右側變壓器本體頂部儲油柜完整儲油柜儲油柜 套管本體4 融合設備缺陷知識圖譜生成現象描述5 缺陷定級n左側變壓器本體頂部儲油柜產生大量濃煙帶電設備紅外帶電設備紅外診斷應用導則診斷應用導則DL/T 664-2008熱圖像的熱點溫度80缺陷為危急危急。.高壓開關設高壓開關設備運行規范備運行規范Q/GDW 168-2008少油斷路器滅 弧 室

14、冒 煙定 性 為危 急危 急缺陷。.危急危急3 組件空間位置關系知識抽取4 感知模態量化指標識別主設備大規模復雜知識關聯表示技術!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)015關鍵步驟1.設備統一知識搜索引擎（能源語義搜索引擎）3.設備故障知識推理2.電網知識智能問答引擎套管著火瓷件爆裂散熱器變形色譜急增放電線圈套管瓷件建議檢查套管與瓷件鏈接處結構故障部位閃絡放電故障處理措施建議鐵心未放電主設備高性能知識計算引擎應用平臺!#$%&(!#$%&()*+,

15、)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)016創新點項目形成的創新成果技術指標與國內外先進水平對比情況如下：比較對象國內外傳統技術本項目比較結果創新點1電網主設備知識圖譜本體規范未見報道首次發布國際領先創新點1電網主設備實體關系重疊知識抽取算法73.6%77.1%國際先進創新點2電力自然語言處理大模型評測數據集未見報道首次發布國際領先創新點2設備缺陷定級準確率未見報道93.3%國際領先創新點3用戶問題定位準確率82%92.0%國際領先創新點3主設備故障溯因準確率未見報道73.0%國

16、際領先!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)017創新點項目成果整體達到國際領先水平!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)018知識產權!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(

17、.$%+/012)0獲發明專利授權8項SCI和EI收錄論文33篇，其中CCF A類頂級會議及SCI 1區論文共13篇獲軟件著作權3項國網公司企業標準1項19行業評價與影響項目相關成果在“WAVE SUMMIT 2022深度學習開發者峰會”作題為“電力自然語言處理大模型研究大模型賦能電力行業應用”的專題發言。!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)020行業評價與影響項目成果在國網電網報、公司網站和多家互聯網媒體報道!#$%&(!#$%&()*+,)*

18、+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)021項目成果!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)022應用推廣及經濟社會效益形成設備專業資料庫、知識庫、知識計算引擎、知識庫系統和移動App等系列化成果23專業資料庫知識庫知識庫系統移動App知識計算引擎!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(

19、.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)023應用推廣及經濟社會效益電網主設備資料庫.315套7002份通用制度技術標準檢修技術文件省公司管理制度安裝投運技術文件故障案例變壓器51套電抗器33套換流變14套組合電器40套斷路器35套隔離開關60套電壓互感器57套電流互感器25套產品資料1855項國標743項行標631項企標478項團標3項運行規程432份.管理規定113篇.出廠試驗報告189份工程竣工圖紙656份.計劃：16項技術：11項變電：12項63項 269份總總部部省省側側219份變壓器114份電抗器25份開關62份互感器18份培訓教

20、材201份經典案例1300份題庫32500題視頻培訓30份場景教學5份.直流：12項輸電：11項配電：17項.!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)024應用推廣及經濟社會效益電網主設備知識庫公司首個設備標準領域主題詞庫基本覆蓋變電、輸電、直流、配電、土建等領域專業詞匯覆蓋1800余項技術標準，覆蓋率超85.8%公司首套設備標準領域FAQ庫圖譜實體95.8萬、屬性53.2萬、關系5652.7萬公司首個大規模設備專業知識圖譜同義詞主題詞上位詞英文相關

21、詞!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)025應用推廣及經濟社會效益電網主設備知識計算引擎趕到現場到完成搶修一共用了30分鐘，故障處置時間比APP 上線前縮短了 17 分鐘去全站停電負荷轉供至少要一個多小時，現在通過數字化手段，只要幾分鐘就可以完成，真正實現了負荷轉供用時由小時級降至分鐘級!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(

22、-!(.$%+/012)026電網主設備知識庫移動App核心智能算法模型性能提升明顯提升37.51%精準檢索準確率智能問答準確率提升17.54%智能問答準確率超過75%i國網電網主設備知識服務App!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0應用推廣及經濟社會效益27設備知識智能化應用實現“0”到“1”的突破構建領域垂直搜索引擎，支撐技術標準、產品資料等信息的精準化檢索，具備文檔、條款和語句級語義檢索能力，助力基層班組和各級設備管理人員即查即用。精準化

23、檢索開展電網主設備知識本體設計，并對復雜多源知識構建知識圖譜，實時展現復雜、深度的知識關聯關系，向業務人員提供設備、作業維度的知識探索。圖譜化呈現智能化問答通過與一線員工問答準確獲取員工咨詢意圖，從員工咨詢內容中發現關鍵的業務信息，從而準確推送相關的知識點，降低文檔查詢時間成本，全面提高工作效率。移動化應用基于“i國網”APP建設電網主設備知識庫移動端，實現技術標準、產品資料等知識的移動化搜索，打通基層班組現場作業資料調閱“最后一公里”!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%

24、(-!(.$%+/012)0應用推廣及經濟社會效益28項目取得顯著的經濟社會效益項目總投資額2188萬元回收年2年份新增銷售額新增利潤新增稅收節支總額2020年711.87萬元448.96萬元115.9萬元161.33萬元2021年1453.01萬元334.31萬元156.53萬元132.35萬元2022年2490.29萬元1219.15萬元299.53萬元292.48萬元近三年累計4655.17萬元2002.42萬元571.96萬元596.16萬元4655.17萬元實現銷售收入2002.42萬元利潤571.96萬元新增稅收596.16萬元節支總額人天人天成本成本每年節省每年節省人力人力間接經

25、間接經濟效益濟效益1200元47.9萬人天5.74億元縮短搶修時間36%日均服務調用10萬余次!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0應用推廣及經濟社會效益29項目取得顯著的經濟社會效益管理設備文本知識億級規模樣本孵化培育了具備領先水平的電網設備知識模型月均訪問量突破5萬次，計算推理應用突破1200次AI人才人數國家級3省部級5公司級8省公司19副高級職稱及以上112項目培養人才成為公司人工智能中堅力量公司級人工智能“兩庫一平臺”的重要組成部分四大

26、核心能力訓練環境樣本庫模型庫運行平臺環境!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0應用推廣及經濟社會效益30展望未來!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)031后續重點計算及應用研究所能源互聯網新型電力系統O1O2O3O4持續加強設備認知智能基礎核心算法研發持續推進設備知識數據資源治理持續深化設備管理各流

27、程業務需求分析持續提升認知智能在設備運檢實用化效果!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)032展望未來突破從電力設備外在信息量測上升到內在運行機理的語義理解瓶頸，解決輸變配設備狀態診斷問題基于高性能認知引擎的故障診斷基于端邊云決策引擎的智慧運維計算及應用研究所!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)033感謝您的觀看演講人：劉同陽國網智研院研發工程師!#$%&(!#$%&()*+,)*+,!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)0!#$%&()%!*#%&()%$!$#+,%(-!(.$%+/012)034