一种基于PDPC方法实现的电网智能操作指令票拟票系统

  完成单位：国网山东省电力公司德州市陵城区供电公司

  主要完成人：石伟、杨海荣、赵青、任庆祥、王军、陈宗明、王冉、杨硕、费拎恩

一、研发背景

随着电网的不断扩大和变电站数量的增加，电网设备的运行、操作及事故处理任务日益繁重，电网调控运行人员不仅担负着变电站监控任务，还要对电网运行的计划工作和事故处理中所发布的调度指令的正确性、及时性负责。通过研发电网智能调度操作应用这样一种平台，具备图形功能、防误功能、闭环流程管理、业务培训等功能，不仅大幅提高了调度操作指令票填写速度，大大减少了调度操作票执行时间，同时丰富了调度员拟票培训及业务能力评估。

 二、发明团队介绍

项目团队主要由公司“匠心”创新工作室成员组成，核心成员包括生产负责人、车间管理、班组技术和一线人员，该团队立足于解决生产中遇到的实际问题和管理提升中的瓶颈难题，在科技创新、管理创新、质量管理、五小创新等领域创新创效成绩斐然。项目团队成员6项QC课题获市公司级及以上奖项；5项省公司级职工技术创新成果；3项省级管理创新成果奖；QC小组荣获山东省优秀质量管理小组，2019年12月，“匠心”创新工作室荣获德州供电公司“三星级创新工作室”。

发明人：石伟、李万彬、冯永彬、于松、杨海荣

三、成果(专利)简介

1、核心创新点：

该系统利用PDPC法绘制了决策程序图，对系统的方案进行细化。分析和导论软件的实际途径，确定该系统包含用户管理系统、接线图列表系统、接线图管理系统、培训管理系统四个子系统。主要功能为用户系统：包含权限限制、用户绑定、登录登出。接线图列表系统：含树节点的增删改查、多级节点的展示。接线图管理系统：含上传接线图、查看接线图指令列表、编辑接线图、导出指令列表。培训管理系统：操作票日常、操作票推演对比、人员业务能力评估查询等。

创新点：

①基于HTML5的WebSocket协议，实现接线图状态的实时更新。保证web端在不刷新网页的前提下，实时与服务端通信，获取数据库的最新数据，实时展示到web网页上。

②使用人工智能技术，识别接线图中的开关、母线等设备，在图片上将这些设备替换成可操作的单元。具体通过使用目标检测神经网络模型之YOLO v3，训练框架使用Tensorflow，利用多尺度特征进行对象检测。对象分类用Logistic取代softmax。我们在Darknet-53网络中采用256*256*3作为输入，卷积网络在79层后，得到一种尺度的检测结果，最终大大提高了接线图中设备的识别率。

③使用了Trie树算法模型。用于统计、排序和保存了大量的指令票组合，并使用了机器学习中的AC自动机算法加速了Trie树的匹配，大大提高了检测精度和效率。

2.主要做法、效益分析

在人工智能和Web3.0的时代背景下，该系统中前端开发使用Vue+Nuxt+Http2+WebSocket构建，数据与后端服务实时异步传输，页面采用响应式布局，操作灵活，兼容各个平台。系统后端开发使Java+SpringBoot+Tomcat+Mysql+Nginx构建，提供了分布式、高性能的后端服务，减少了大量开发时间并提高了生产力。本系统还使用了人工智能的目标检测神经网络对接线图的开发、母线等设备进行识别，转化成系统可识别的单元。经过网络化的开票和审核流程后，操作票与DMIS集成，实现全网内的流程化执行管理。

四、成果（专利）转化情况介绍

知识产权情况：

1、2018年《电力调度操作票自动生成系统的设计探究》在《电力设备》发表论文一篇；

2、2019年4月，《电网智能调度操作指令票拟票系统》获得计算机软件著作权(登记号：2019SR0329739，著作权人石伟)；

3、2021年5月，《一种基于PDPC方法实现的电网智能操作指令票拟票系统》获得发明专利（专利号ZL202010745332.8，专利权人：国网山东省电力公司德州市陵城区供电公司，发明人石伟）。

该项目研发结束后已通过验收，并于2018年1月份开始正式在陵城区、齐河县、夏津县供电公司进行推广应用。2020年入选山东电力公司创新成果转化目录，2021年公司将该系统已向省调申请在全省县公司电力调度行业全面推广，98个县公司整个市场约2.05亿，将会产生巨大的经济效益和社会效益。

五、经济效益与社会效益介绍

1.经济效益：

该项目研发结束后已通过验收，并于2018年1月份开始正式在陵城区、齐河县、夏津县供电公司进行推广应用。2018年1月至2021年12月份，调度操作票编写的平均用时，由使用该系统前的25分钟缩短到不超过4min。调度操作票合格率均达到了100%。调度员通过该系统培训模块累计培训达5240次，累计课时265课时，有效的提高了调度员调度操作票的填写准确率，避免了因人为失误对电网运行带来的重大安全隐患。2018年1月份至今已为陵城区、夏津、齐河公司增加效益569.778余万元。

2.社会效益：

本发明专利研发的基于PDPC实现的电网智能操作指令票拟票方法及系统，大幅提高了调度操作指令票填写速度，大大减少了调度操作票执行时间，使输变电设备在非计划停运时尽快得到检修和尽早送电，避免了设备缺陷引发的事故，提高了电网管理精益化程度，提高了电网供电可靠性。使电网的运行更好的服务于社会经济发展及人民日常生活，提升了用户供电服务满意度。