电力大数据时代的到来，使得基于人工智能、云计算、物联网等技术在电力行业得到广泛应用。 对于各行业的创新发展，知识图谱技术成为新的驱动力。 关于领域知识图谱的研究很少。 电力领域知识图谱的合理整合，可以实现知识图谱的合理构建，将进一步满足电力人员的实际工作需求，最终提高电网信息的实际利用率。

（来源：迈能科技 撰文：泰豪软件人工智能研究院）

1、知识图谱

在讲知识图谱之前，我们需要介绍一个新名词——图数据库。 所谓图数据库是指存储图数据结构的数据库。

什么是Q图？

A 可以表示实体之间关系的数据结构，如下图所示，是图。

实体：图中刘备、孙权、曹操

关系：敌人、联盟

赤壁之战三国关系

Q 有了像 MySQL 这样的表结构数据库，为什么还要用图数据库？

A 假设MySQL数据库中有三张表，如图：

当我们要查询“关羽在刘备集团打过哪些仗”时，需要将这三个表都关联起来，非常繁琐和不方便，但是如果使用关系图，就很清楚了：

Q 回到正题，什么是知识图谱？

知识图谱（Graph）本质上是一个语义网络，是一种基于图的数据结构，由节点（Point）和边（Edge）组成。 在知识图谱中，每个节点代表一个存在于现实世界中的“实体”，每条边是实体之间的“关系”。 知识图谱是关系最有效的表示。

还是这个例子：

节点是曹操、刘备、孙权； 它们也被称为实体。

边缘是关系：竞争、联盟。

这是一个非常简单的知识图谱。

“关羽参加了哪一次魏蜀战争？”

这样的问题。 需要机器对问题进行分析理解，完成知识图谱中的查询、推理、比较动作，找到“赤壁之战”和“樊城之战”作为答案并返回。

下图是另一个描述国家信息的知识图谱。

Q 知识图谱的应用场景是什么？

A 知识图谱早已渗透到我们生活的方方面面，例如：

2、电力网络及设备

智能电网是两大人造网络（电网和通信与信息网络）的高度融合。 我们需要了解电网的一些重要图形，帮助我们了解电网，构建电力知识图谱。 电力网络和设备可以用电网拓扑图、电网运行图、电网态势图和电力设备图来表示。

Q 什么是网格拓扑图？

A 电网的拓扑结构是将电网与母线、发电机、同步电动机、负荷点等部件通过断路器等开关装置连接起来，抽象成与其样式无关的节点，并将连接这些节点的电源线抽象出来形成线路，然后将这些节点之间的关系用拓扑图的形式表示出来。

通俗地说，就是把设备抽象成点，把连接关系抽象成线，就变成了只有点和线的图。 这样做，将对整个网格有一个更完整和全面的了解。 抽象成点和线后，我们发现知识图谱是由实体和关系组成的。 点是实体，线是关系。 因此楼宇自控系统拓扑图怎么画，电网拓扑图非常适合构建电网结构知识图谱。

上图是IEEE 14节点系统的网格结构。 此拓扑图代表了 1962 年 2 月美国中西部的电力系统结构，包括：14 条母线、2 台发电机、3 台同步电动机、11 个负载点、20 条输电线路和 40 个断路器。 这是简化的网格拓扑。

配合电网拓扑图，可以方便地应用于潮流计算、故障诊断、动态仿真等仿真。

Q 什么是电网运行图？

一种

电网运行各项指标雷达图

将电网运行中的指标收集起来绘制成雷达图，通过雷达图可以大致了解电网的整体运行状况。

Q 什么是电网形势图？

A 在人的决策过程中，对环境中信息的感知、理解和预测的过程称为情境。 感知态势感知主要针对不确定性强、必须人为干预的大型或巨型动态复杂系统。 智能电网态势可视化是态势感知的人机界面，是其核心组成部分。

态势图的构成

Q 什么是电力设备图？

一种

变电站主要设备示意图

上图为变电站主要设备图，1——变压器； 2—导体； 3—绝缘体； 4—变压器； 5——避雷器； 除了上面画出的设备外，还有电容器、套管、陷波器、电缆、电抗器和继电保护装置等，都是输变电系统中不可缺少的设备。

通过以上设备的数据和连接关系，我们可以构建一个功率器件知识图谱。 以变​​电站设备为例。 以设备为图的节点，以设备的连接关系为边，以各设备的参数为边，可以构建一个简单的电力设备知识图谱。

同理，将电网中涉及的变电、输电、配电三个单元中的所有设备进行抽象，可以构建一个庞大的电网设备知识图谱。

3.电源知识图谱

电力领域是一个非常大的领域，整个电力知识图谱由很多具体的小知识图谱组成。 例如，可以构建电网组织结构图、电网运行图、电网拓扑图、电力设备图、故障处理图等。 ， 等等。

Q 当我们有了电网知识图谱后，我们可以在哪些场景下应用？

一种

1）设备查询、线路查询、故障查询等简单查询服务

场景：

1.查询发电厂或变电站一般都有哪些电力设备【电力设备图】

2.查询某电力设备的详细信息【电力设备地图】

3、查询某电力机构在电网中的位置、左右【机构结构图】

4、查询某条故障的详细信息、故障名称、故障历史传输数据、一般故障处理方法等。【故障处理图】

5.查询操作详情，操作名称，步骤，历史操作数据等。【规章制度地图】

...

以上应用场景使用频率很高，也是图的基本功能。 构建特定的地图需要大量的结构化数据。 构建完成后，使用查询函数获取结果。

2）智能问答服务

利用图提供的基本查询能力，结合语义理解等技术，图可以对外提供智能问答服务。 例如，上述需求将从系统输入查询关键词或手动点击查询变为语音输入方式，通过人机对话获得想要的答案。

上图是智能问答的一个例子。 用户提出“影响漏油的因素有哪些？”的问题，对问题句进行分析。 依靠构建的电力知识图谱，进行查询，解决焊缝焊接不良、油箱连接处密封不良、铁芯砂眼裂纹、油路密封不良等问题。填充套管。 因此，只要构建与电力设备相关的图谱，就可以将上述简单的查询服务转化为智能问答形式。

3）知识推理服务

知识推理服务是基于知识服务的应用，属于知识图谱的高级应用。

场景：

1.给一张手术票进行手术

2. 给出处理某个故障的方案

3.生成设备介绍，发电厂，变电站介绍，或生成详细报告

……

以上场景任务不是简单的服务，而是需要知识图谱推理能力，利用已有的知识推理生成我们想要的结果。

什么是建筑智能？ 以下是楼宇智能功能需求的一些相关知识，供参考...

楼宇智能化的基本要求是：办公设备的自动化和智能化、通信系统的高性能、楼宇的灵活性、楼宇管理服务的自动化。 楼宇智能提供的环境应该是优越的生活环境和高效的工作环境：

舒适。 为使人们在智能建筑（包括公共区域）中生活和工作时身心舒适，为此，空调、照明、噪音、绿化、自然光等环境条件应处于较好或最佳状态。

效率。 提高办公业务、沟通、决策效率，节省人力、时间、空间、资源、能源消耗、成本，以及楼宇设备系统的使用和管理效率。

方便。 除了集中管理、易于维护外楼宇自控系统是干什么的，还应具备高效的信息服务功能。

适应性。 对办公组织、办公方式和流程、设备更新等方面的变化具有很强的适应性。 当网络功能发生变化和更新时，不会影响原有系统的使用。

安全。 信息安全除了要保障生命、财产和建筑物的安全外，还必须考虑防止信息泄露和干扰信息网络，特别是要防止信息数据被破坏、篡改和黑客攻击。

可靠性。 所选设备软硬件技术成熟，工作良好，维护方便，出现故障能及时维修。

从建筑智能化的功能来看，建筑智能化提供的功能应包括：具有信息处理功能，信息的范围不局限于建筑物内，而应能够在城市、地区或国家之间进行. 可对建筑物内的照明、电力、暖通、空调、给排水、防灾、防盗、交通等设备进行综合自动控制。 可实现各种设备运行状态监测和统计记录的设备管理自动化，实现以安全状态监测为中心的防灾自动化。 建筑物内部应具有足够的适应性和可扩展性。 其各项功能应能随着技术进步和社会需求而发展。