(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210721449.1 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 国网天津市电力公司电力科 学研究 院 地址 300384 天津市滨 海新区海 泰华科四 路8号 申请人 国网天津市电力公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 黄志刚　王刚　郭凌旭　李振斌　 于光耀　单连飞　范广民　崇志强　 刘颂　李丛林　宋永贞　赵士朗　 张越　王天昊　 (74)专利代理 机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 专利代理师 王来佳(51)Int.Cl. G06F 16/36(2019.01) G06F 16/901(2019.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06N 5/04(2006.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 基于知识图谱分布式表示的电网断面限额 推理及预警方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于知识图谱分布式表示 的电网断面限额推理及预警方法， 包括以下步 骤： 步骤1、 输入智能调度控制系统数据集； 步骤 2、 进行数据预处理； 步骤3、 对步骤2中的断面限 额信息进行知识抽取； 步骤4、 将所抽取的知识中 3种类型的实体依据规定的事件关系链接， 形成 子知识图谱 单元， 将各个子单元连接后建立断面 限额知识图谱； 步骤5、 基于步骤3建立的知识抽 取模型和步骤4生成的知识图谱， 通过断面限额 智能推理， 推理出具体电网断面的稳定 限额值； 步骤6、 基于步骤5推出的电网断面稳定限额值进 行越限预警。 本发明能够提升电网稳态断面监视 效率和预警智能化水平， 保障电网安全稳定运 行。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 115238085 A 2022.10.25 CN 115238085 A 1.一种基于知识图谱分布式表示的电网断面限额推理及预警方法， 其特征在于： 包括 以下步骤： 步骤1、 输入智能调度控制系统数据集； 步骤2、 对步骤1中输入的智能调度控制系统数据集进行 数据预处 理； 步骤3、 利用步骤2中得到的信息， 对步骤2中的断面限额信息进行知识抽取； 步骤4、 通过步骤3抽取出的断面限额知识， 将所抽取的知识中3种类型的实体依据规定 的事件关系链接， 形成子知识图谱单 元， 将各个子单 元连接后建立断面限额知识图谱； 步骤5、 基于步骤3建立的知识抽取模型和步骤4生成的知识图谱， 通过断面限额智能推 理， 推理出 具体电网断面的稳定限额 值； 步骤6、 基于步骤5推出的电网断面稳定限额 值进行越限预警。 2.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱分布式表示的电网断面限额推理及预警方 法， 其特征在于： 所述步骤1的智能调 度控制系统数据集包括： 稳定规程文本、 电网模型设备 名称、 唯一标识、 量测及状态。 3.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱分布式表示的电网断面限额推理及预警方 法， 其特征在于： 所述步骤2的具体方法为： 基于正则表达式编写稳定规程文本中多运行方 式下断面限额描述语言识别模板， 清除无相关内容。 4.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱分布式表示的电网断面限额推理及预警方 法， 其特征在于： 所述 步骤3的对步骤2中的断面限额信息进行知识抽取的具体步骤 包括： (1)对稳定规 程语言进行 标记； (2)基于变换器双向编码器表征技 术‑条件随机场识别断面限额知识标签； (3)BERT模型通过12个多头注意力机制计算输入文本中每个字符与所有字符的关联程 度， 采用Softmax函数计算出每 个字符的全局表示向量， 表达式如下 所示： 式中： q为每个字符查询向量， 通过输入文本初始编码矩阵Xe与查询向量矩阵Wq进行线 性变换得到； k为每个字符键向量， 通过输入文本初始编码矩阵Xe与键向量矩阵Wk进行线性 变换得到； v为每个字符值向量， 通过输入文本初始编码矩阵Xe与值向量矩阵Wv进行线性变 换得到； dk为键向量的维度； (4)将输入文本每个字符的q向量与k向量做内积计算， 计算值越大， 说明关联程度越 大； 通过对关联程度缩放和Softmax归一化处理， 得到输入文本中每个字 符与其他字 符的关 联程度， 最后与各个字符的v向量加权融合， 计算得到每个字符在全局的语义字向量； 通过 多次注意力计算， 将输入文本中每个字向量的结果进行拼接， 再通过矩阵W0变化到与起始 输入字向量相同维度， 如此完成对初始字向量的动态语义编码， 表达式如下 所示： MutiHead(Q,P,V)＝Co ncat(head1,...,headh)·W0     (2) 式中： W0为多头注意力拼接矩阵； headh为每个经过多注意力计算的语义字向量； (5)采用CRF计算稳定规程语言实体标签与全局字符标签的联系， 预测出实体字符的最 优标签； CRF通过计算BERT模型输出的实体标签得分和相 邻字符标签间转移得分的关系， 对 稳定规程语言实体字符标签评分计算， 计算式如下 所示：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115238085 A 2式中： 是稳定规程语言实体相邻字符标签间的转移得分， 是稳定规程语言实体标 签得分； (6)将稳定规程语言字符正确标注总得分与所有可能标注总得分做商， 计算得到稳定 规程语言实体中字符预测的概 率， 表达式如下 所示： 式中： YX是所有可能的稳定规程语言实体字符标注； p(y|X)值接近1时， 说明预测的实体 标签和标注结果 一致， 此时稳定规 程语言实体识别效果 最佳； (7)CRF使用对数概 率进行正确标签序列的优化， 对于训练样本有以下公式： (8)通过极大似然估计函数获取最高得分的标签序列作为最终预测的输出序列， 其公 式如下： (9)采用文本相似度技术将限额知识与调度控制系统电网断面信息、 运行方式对齐； 采 用向量余弦值计算稳定规程限额知识与标准电网断面、 运行方式以及运行状态间的相似度 距离， 相似度 距离大于阈值进 行实体对齐， 实现限额知识语义对齐， 向量余弦值计算表达式 如下所示： 式中： xi表示预案实体库中实体向量； yi表示电网模型 标准名称向量。 5.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱分布式表示的电网断面限额推理及预警方 法， 其特征在于： 所述 步骤4中建立断面限额知识图谱的具体步骤 包括： (1)定义实体以<运行方式， 电网断面， 断面限额>事件关系链接， 形成断面限额子知识 图谱单元； 其中运行方式属性包括： 设备组成、 设备名 称、 设备运行状态； 电网断面属性包 括： 设备组成、 设备名称、 断面潮流； 断面限额属性包括： 上限值、 下限值； (2)将M个断面限额子知识图谱单元依据电网多运行方式<运行方式1， 运行方式2， …， 运行方式M>链接， 最终构成一张包 含断面限额知识的知识图谱。 6.根据权利要求1所述的一种基于知识图谱分布式表示的电网断面限额推理及预警方 法， 其特征在于： 所述步骤5的通过断面限额智能推理， 推理出具体电网断面的稳定限额值 的具体步骤 包括： (1)通过识别电网设备组成、 设备名称、 设备运行状态信息识别运行方式实体信息， 通 过识别电网设备组成、 设备名称、 断面潮流识别电网断面实体信息； (2)对识别出的电网运行方式实体和电网断面实体标准信息进行重构， 转化为Cypher 查询语言； (3)在断面限额知识图谱<运行方式， 电网断面， 断面限额>分布式表示事件三元组中对 运行方式实体和电网断面实体进行高速查询和匹配；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115238085 A 3