變電站電氣倒閘操作專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
變電站電氣倒閘操作專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
作者：佚名 文章來(lái)源：不詳 點(diǎn)擊數(shù)： 更新時(shí)間：2008-9-26 14:21:51
摘 要 將面向?qū)ο蠓椒ǎ∣OM）用于變電站倒閘操作專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，該系統(tǒng)采用專(zhuān)家系統(tǒng)的技術(shù)，根據(jù)運(yùn)行人員輸入的有關(guān)信息，采用深度優(yōu)先與廣度優(yōu)先交替使用的搜索策略，自動(dòng)形成操作票。該系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮腣isualC＋＋6．0作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，并通過(guò)在Access數(shù)據(jù)庫(kù)下分別建立設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)、保護(hù)壓板庫(kù)等成功而完整地描述系統(tǒng)的全部信息。本系統(tǒng)成功地解決了多樣性與通用性之間的矛盾，只需向數(shù)據(jù)庫(kù)中逐項(xiàng)填寫(xiě)各數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)，并修改規(guī)則庫(kù)即可建立新的變電站倒閘操作系統(tǒng)，可移植性較好。
關(guān)鍵詞 變電站 面向?qū)ο蟆〔僮髌薄?zhuān)家系統(tǒng)
0 引 言
電氣倒閘操作是變電站中一項(xiàng)經(jīng)常性工作，而形成和開(kāi)出正確無(wú)誤的操作票是正確進(jìn)行操作的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，電氣操作票制度是我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行管理中的一種防止誤操作的有效安全措施。它保證了操作的安全性，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起到了極其重要的作用，而對(duì)各級(jí)運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)，這又是一項(xiàng)頻繁的智能性勞動(dòng)。事實(shí)已經(jīng)證明利用專(zhuān)家系統(tǒng)知識(shí)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)開(kāi)寫(xiě)操作票是一種高效、準(zhǔn)確的方法。本系統(tǒng)介紹的變電站電氣倒閘操作專(zhuān)家系統(tǒng)是利用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)實(shí)現(xiàn)的。運(yùn)行人員只需輸入有關(guān)信息，按照“操作對(duì)象＋操作任務(wù)”下達(dá)操作命令，專(zhuān)家系統(tǒng)啟動(dòng)推理機(jī)進(jìn)行推理，自動(dòng)生成準(zhǔn)確的操作票。
1 專(zhuān)家系統(tǒng)的原理與構(gòu)成
1．1 專(zhuān)家系統(tǒng)編寫(xiě)操作票的原理
研制專(zhuān)家系統(tǒng)的關(guān)鍵是所要求解問(wèn)題的知識(shí)表示，與求解問(wèn)題相關(guān)方法的知識(shí)總結(jié)和推理控制模型的知識(shí)建立，將需要解決的問(wèn)題、解決方法和思考方式表達(dá)成計(jì)算機(jī)能夠認(rèn)識(shí)和理解的語(yǔ)言。研制變電站電氣倒閘操作專(zhuān)家系統(tǒng)，需要解決的問(wèn)題是在當(dāng)前運(yùn)行方式下按要求開(kāi)操作票，解決的方法是操作規(guī)程、運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)和思考的推理方式模擬
運(yùn)行人員開(kāi)票過(guò)程。
1．2 專(zhuān)家系統(tǒng)的構(gòu)成
一個(gè)典型的專(zhuān)家系統(tǒng)主要由知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、推理機(jī)和用戶界面組成。
a．知識(shí)庫(kù)：存放領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)知識(shí)（包括事實(shí)及啟發(fā)性知識(shí)）、元知識(shí)和一般常識(shí)。
b．推理機(jī)：進(jìn)行各種推理或搜索等功能的程序模塊，用來(lái)控制、協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，在專(zhuān)家系統(tǒng)中推理方式有正向推理、反向推理和正反混合推理三種推理方式。
c．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)專(zhuān)家系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)其功能所必需存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
d．用戶界面：一般包括輸入和輸出兩大部分，它一方面把傳感器或鍵盤(pán)獲得的信息和命令，通過(guò)語(yǔ)言文字或圖象表示，進(jìn)行識(shí)別、理解，表示成內(nèi)部形式傳給系統(tǒng)；另一方面又把專(zhuān)家系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果轉(zhuǎn)換成人們能接受的方式傳遞給用戶。
e．知識(shí)獲取部分：它把專(zhuān)家或從書(shū)本獲取的以自然語(yǔ)言或某種形式表示的知識(shí)，經(jīng)過(guò)理解自動(dòng)編輯成需要的內(nèi)部形式，作為新知識(shí)加入知識(shí)庫(kù)，同時(shí)又能不斷修改和補(bǔ)充知識(shí)庫(kù)的內(nèi)容。
f．解釋機(jī)構(gòu)：它能回答用戶對(duì)專(zhuān)家系統(tǒng)行為的詢問(wèn)。諸如Why？或What？等等。
2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)由圖形自動(dòng)形成模塊、圖形系統(tǒng)驗(yàn)證模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊、操作票管理模塊、文件操作模塊、保護(hù)投退模塊等構(gòu)成。
2．1 圖形自動(dòng)形成模塊
形成變電所的主接線圖和相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。在編輯電網(wǎng)圖形時(shí)，不僅要在屏幕上繪制出各種圖形元件，而且還要對(duì)各圖形元件所代表的具體信息進(jìn)行編輯處理，供專(zhuān)家系統(tǒng)的功能模塊調(diào)用。本系統(tǒng)采用分層作圖的思想，將電網(wǎng)圖形編輯分為底圖編輯、元件標(biāo)注兩個(gè)步驟。底圖編輯時(shí)，可以很方便地通過(guò)菜單或工具欄的按鈕繪制電力系統(tǒng)中的各種元件，不同電壓等級(jí)的母線可以用不同的線形和不同的顏色區(qū)分，開(kāi)關(guān)和刀閘的不同狀態(tài)也用不同的顏色區(qū)分，將鼠標(biāo)點(diǎn)擊位置的坐標(biāo)及圖形分類(lèi)放入狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)保存。標(biāo)注時(shí)，將設(shè)備編號(hào)和X，Y坐標(biāo)送入標(biāo)注數(shù)據(jù)庫(kù)。
2．2 圖形系統(tǒng)驗(yàn)證模塊
該模塊按當(dāng)前主接線圖形及有關(guān)規(guī)則驗(yàn)證生成操作票的正確性，以確定其是否允許執(zhí)行。同時(shí)保證該操作票執(zhí)行后，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)。
2．3 數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊
本系統(tǒng)擁有系統(tǒng)各元件參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)及狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊是本系統(tǒng)的一個(gè)有機(jī)組成部分，同時(shí)又是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，可妥善解決外部應(yīng)用與數(shù)據(jù)庫(kù)接口的問(wèn)題，使得外部應(yīng)用可以方便地存取、擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù)，不用關(guān)心數(shù)據(jù)庫(kù)的位置和格式。
2．4 操作任務(wù)管理模塊
下達(dá)操作任務(wù)，執(zhí)行操作任務(wù)的歸檔處理，提供歷史操作任務(wù)的檢索操作。
2．5 操作票形成模塊
該模塊應(yīng)用專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)，根據(jù)運(yùn)行人員輸入的信息，結(jié)合系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行方式，根據(jù)規(guī)則庫(kù)自動(dòng)形成所需操作票。
2．6 文件操作模塊
編輯當(dāng)前操作票或歷史操作票（修改、拷貝等）；自動(dòng)生成操作票的統(tǒng)一格式，進(jìn)入打印驅(qū)動(dòng)。
2．7 推理機(jī)模塊
推理機(jī)的主要作用是根據(jù)用戶輸入的有關(guān)信息，準(zhǔn)確有效地使用知識(shí)庫(kù)的規(guī)則，從而使問(wèn)題得到求解。本系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，不同的對(duì)象類(lèi)可擁有各自領(lǐng)域的特有知識(shí)和推理機(jī)制，整個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)推理呈分布性特征，對(duì)象之間的推理是通過(guò)消息傳遞實(shí)現(xiàn)的。
3 本系統(tǒng)中面向?qū)ο蠹夹g(shù)
3．1 對(duì)象的確定
傳統(tǒng)的變電站專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本質(zhì)上是遵循“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＋算法”的思想，由于它集所有抽象出來(lái)的知識(shí)形成知識(shí)庫(kù)，增加了推理過(guò)程的難度，雖然可采用元知識(shí)與領(lǐng)域知識(shí)分離的方法降低推理機(jī)的復(fù)雜性，但元知識(shí)是關(guān)于知識(shí)的知識(shí)，是更深層的關(guān)于如何運(yùn)用領(lǐng)域知識(shí)進(jìn)行問(wèn)題求解的經(jīng)驗(yàn)和策略，其獲取與形成更為困難，因此成為另一瓶頸。
本文采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，首先定義一個(gè)變電站類(lèi)Station，然后根據(jù)站的所屬設(shè)備類(lèi)型從站類(lèi)派生出變壓器類(lèi)Transformer，母線Bus，線路類(lèi)Line，·43·開(kāi)關(guān)類(lèi)Breaker，刀閘類(lèi)Switch，根據(jù)各設(shè)備的類(lèi)型，再?gòu)母髟O(shè)備類(lèi)定義子類(lèi)，例如可以從Breaker派生線路開(kāi)關(guān)類(lèi)LineBreaker，旁路開(kāi)關(guān)類(lèi)pLineBreaker，變壓器開(kāi)關(guān)類(lèi)TrafBreaker，母聯(lián)開(kāi)關(guān)類(lèi)mLinkBreaker，把針對(duì)某一對(duì)象獲取的知識(shí)、事實(shí)作為數(shù)據(jù)成員封裝進(jìn)對(duì)象類(lèi)中。對(duì)象成為知識(shí)和功能實(shí)現(xiàn)的一個(gè)單元，以一種自然的、符合人類(lèi)處理問(wèn)題的方式來(lái)表達(dá)。
3．2 知識(shí)管理模式
知識(shí)的管理是專(zhuān)家系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，它對(duì)知識(shí)進(jìn)行組織、維護(hù)、控制，并向用戶提供對(duì)知識(shí)的使用手段。傳統(tǒng)專(zhuān)家系統(tǒng)把全部經(jīng)驗(yàn)、規(guī)則、知識(shí)等集合起來(lái)形成知識(shí)庫(kù)，無(wú)法有效地進(jìn)行管理和表示知識(shí)間的關(guān)聯(lián)。而在面向?qū)ο髮?zhuān)家系統(tǒng)中，分類(lèi)方法直接支持分類(lèi)知識(shí)表示和管理，類(lèi)的歸納與繼承，提供了在保留對(duì)象差異性的同時(shí)共享對(duì)象相似性的一種高度抽象方式，父類(lèi)的知識(shí)可以為子類(lèi)所共享，子類(lèi)只需添加其特殊知識(shí)并處理知識(shí)。總起來(lái)說(shuō)，面向?qū)ο蟮闹R(shí)管理具有分布式特征，每個(gè)對(duì)象具有完整的知識(shí)管理機(jī)制，對(duì)象的封裝性使對(duì)象知識(shí)的可能性錯(cuò)誤局限于本身，不會(huì)傳播，易于檢錯(cuò)和修改。
4 結(jié)束語(yǔ)
該系統(tǒng)主體是采用專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)和采用面向?qū)ο蟮木庉嫾夹g(shù)編制而成的。面向?qū)ο髮?zhuān)家系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)過(guò)大，檢索、推理效率低的缺點(diǎn)，它將專(zhuān)家的知識(shí)領(lǐng)域自然分解為對(duì)象的知識(shí)，每個(gè)對(duì)象的知識(shí)容量相對(duì)較小，對(duì)象之間通過(guò)消息傳遞相互作用，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活、清晰、便于擴(kuò)充，并大大縮小了搜索空間，提高了推理效率和可靠性。圖形自動(dòng)生成模塊使系統(tǒng)適應(yīng)變電所可能的主接線的改變；數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)可以滿足不同變電所不同主接線的要求。
參考文獻(xiàn)
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3 陳淑義，徐建國(guó)，夏同波．變電站電氣倒閘操作票專(zhuān)家系統(tǒng)．山東電力技術(shù)．1998
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