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基于知识图谱与预训练模型的HVDC故障诊断及运维决策技术
张世洪, 李强, 曹生辉, 李应飞, 马越, 高雨杰, 杨博
电力建设 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (7) : 113-128.
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基于知识图谱与预训练模型的HVDC故障诊断及运维决策技术
Knowledge Graph and Pre-Trained Model-Based HVDC Fault Diagnosis and Operation and Maintenance Decision-Making Technology
【目的】 高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)智能运维面临状态评估精度不足、风险预测前瞻性差及故障诊断实时性低等关键问题,传统方法在多源数据融合、小样本泛化与决策可解释性方面存在局限。本文旨在系统梳理知识图谱与预训练模型融合的技术路径,为构建新一代HVDC智能运维体系提供理论参考。【方法】 首先剖析了HVDC智能运维在状态评估、风险预测与故障诊断三大场景中的技术瓶颈;其次阐述了知识图谱与预训练模型的融合基础及协同机制;最后归纳了融合技术在三大场景中的关键进展与解决方案。【结果】 知识图谱与预训练模型的深度融合有效解决了数据孤岛、小样本泛化弱及决策黑箱等痛点,在多模态特征对齐、时序因果推理及云边协同诊断等方面取得了显著突破。【结论】 当前该领域仍面临知识自动更新、物理机理融合及实时性保障等挑战,未来应重点发展自动化知识工程、物理信息嵌入预训练模型及可信评估体系。
[Objective] Intelligent operation and maintenance (O&M) of high voltage direct current (HVDC) systems face critical challenges, including insufficient accuracy in state assessment, limited predictive foresight in risk assessment, and poor real-time performance in fault diagnosis. Traditional methods are constrained by limitations in multi-source data fusion, small-sample generalization, and decision interpretability. This paper systematically reviews the integration pathways of knowledge graphs and pre-trained models, aiming to provide theoretical references for building a new generation of HVDC intelligent O&M systems. [Methods] First, the technical bottlenecks in three core scenarios—state assessment, risk prediction, and fault diagnosis—are analyzed. Subsequently, the integration fundamentals and synergistic mechanisms of knowledge graphs and pre-trained models are elaborated. Finally, key advancements and solutions applied to these three scenarios are summarized. [Results] The deep integration of knowledge graphs and pre-trained models effectively addresses pain points such as data silos, weak generalization with small samples, and the “black-box” nature of decision-making. Notable breakthroughs have been achieved in multi-modal feature alignment, temporal causal reasoning, and cloud-edge collaborative diagnosis. [Conclusions] However, challenges remain regarding automatic knowledge updating, the integration of physical mechanisms, and real-time assurance. Future research should focus on automated knowledge engineering, physics-informed pre-trained models, and trustworthy evaluation systems.
直流输电 / 知识图谱 / 预训练模型 / 故障诊断 / 运维决策 / 云边协同
DC transmission / knowledge graph / pre-trained model / fault diagnosis / operation and maintenance(O&M) decision-making / cloud-edge collaboration
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利益冲突声明(Conflict of Interests): 所有作者声明不存在利益冲突。
作者贡献声明(Authors' Contributions): 张世洪提出综述的核心概念、基本框架与研究方向,设计论文结构;李强设计研究思路与方案,开展文献调研与整理,参与论文撰写;曹生辉确定HVDC智能运维关键问题的范围,归纳多源数据特征与知识图谱技术基础;李应飞承担知识图谱与预训练模型融合技术的分析,绘制技术框架图与架构图;马越梳理状态评估、风险预测与故障诊断三大场景的技术进展,参与归纳分析;高雨杰参与论文修订、图表校对及参考文献整理;杨博指导研究方向,审核并修订论文内容,负责论文最终版本定稿。所有作者均阅读并同意了论文终稿内容。
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