专家系统在馈线自动化系统中的应用

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1、专家系统在馈线自动化系统中的应用

2、第1　专家系统在馈线自动化系统中的应用王东宁，汪俊峰，孟宪伟(思达高科配网技术公司，河南郑州450001)摘要：专家系统利用专家在馈线自动化系统中的知识较好地解决了常规程序在进行馈线自动化故障判断、故障隔离与非故障区段恢复供电中数学计算模型复杂、数据计算量大、计算时间长、负荷转代约束目标多等缺点。该方法具有一定的应用价值。关键词：专家系统；馈线自动化；故障判断；故障隔离；恢复供电1引言传统的馈线自动化中故障判断、故障隔离与非故障区段恢复供电采用的方式是基于图与树的数据结构和相关搜索算法的常规程序设计方法。该方法虽然在已有的数学模型基础上解决

3、故障判断与隔离和非故障段上游区恢复供电较为合适，但在非故障段下游区恢复供电时需要在多种约束条件的基础上作大量的分析计算，对计算出的负荷转代方案按照评价目标排序，提示操作人员，操作人员根据经验判断再作出较为合适的负荷转代方案。该方法存在一些缺点，如多约束目标往往包含：负荷节点电压约束，馈线容量约束，网络损耗约束等，对不同的配电网架结构约束目标往往不同，而且相同的配电网架结构不同的时间约束目标也可能不同，所以很难找到一个合适的评价方法对负荷转代方案作出评价。做出评价方案的排序，仍然需要操作人员根据经验做出判断选择合适的负荷转代方案。另外在常规的计算方法中也存在计算数据量大，计算时

4、间长，这也增加了恢复供电的时间，影响电力企业的经济效益。从以上可以看出常规的馈线自动化计算方法存在一定的局限。本文提出基于实时数据平台与专家系统结合，利用专家系统的知识与规则的约束，通过实时系统采集的状态信息与故障信息数据做馈线自动化的触发判据，自动生成故障隔离与恢复供电方案，减少操作人员的干预，提高供电的可靠性。2专家系统简介专家系统就是一种在相关的知识领域内具有专家水平解题能力的智能程序系统［３］，它能运用领域内专家多年积累的经验与专门知识，模拟人类专家的思维过程，求解需要专家才能解决的困难问题。专家系统与常规的计算机程序之间的不同主要表现为：常规的计算机程序是对数据结构

5、以及作用于数据结构的确定性算法的表述，即：常规程序=数据结构+算法；而专家系统是通过运用知识进行推理，力求在问题的领域内推导出满意的解答［２］，即：专家系统=知识+推理。典型的专家系统的组成要素如图1所示。在基于规则的系统中，知识库包含以规则形式编码的解决问题的领域知识，规则是表示知识的常用形式，它包括：(1)用户界面（应用程序接口）单独的专家系统需要用户与专家系统之间通讯，在本系统中专家系统需要获得实时系统的实时数据知识，所以提供与实时系统的接口。(2)解释机解释系统的推理并返回给用户。(3)推理机通过决定哪些规则满足事实和目标，并授予规则的优先级，然后执行最高优先级规则

6、来进行推理。(4)议程由推理机建立的一个规则优先级表，这些规则需要匹配事实与目标。(5)知识获取机在通过用户界面或应用接口传递系统知识与规则时，需要为用户建立一个自动输入方法，以代替知识工程师去编码知识［２］。拥有知识是专家系统区别于其他计算机软件系统的重要标志，知识质量和数量是决定专家系统性能的关键因素，知识获取是一个与领域专家、专家系统建造者与专家系统自身都密切相关的复杂问题。知识获取的任务就是为专家系统获取知识，建立起健全、完善、有效的知识库，以满足求解领域问题的需要。所以它需要做以下的工作：知识的抽取，知识的转换，知识的输入与知识的检测［1］。如图2所示。3系统实现

7、馈线自动化专家系统中知识的获取包括：调度专家在该领域内的经验知识与基于实时系统中的实时数据知识（如当前开关是否变位，是否存在过流与失压信息）。专家领域内的知识可以通过知识的输入环境将知识数据录入到知识库中，对于实时数据的知识需要实时系统接口，自动获得实时系统传递的实时信息数据。下面以在SD-2000配电自动化系统中实现的一个简单的手拉手环网为例（如图3），阐述如何基于专家系统实现馈线自动化。对于复杂的多电源配电网络，原理同简单环网相同。