第一章 緒論

1.1 本課題研究的背景與意義
自 2011 年起，贛州市供電公司展開了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)模式的更新建設(shè)，由傳統(tǒng)的“變電集中監(jiān)控”轉(zhuǎn)變?yōu)樾乱淮�“調(diào)控一體化”的電網(wǎng)運(yùn)行模式，接入了智能電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng) OPEN-3000 并運(yùn)行至今。模式的改變使得調(diào)控中心的責(zé)任加重，面對日漸擴(kuò)大的電網(wǎng)規(guī)模，新增的數(shù)百座廠站上傳至主站的繁多信息數(shù)據(jù)，造成了監(jiān)控運(yùn)行人員日常監(jiān)視與事故診斷的困難�；�于 OPEN-3000 系統(tǒng)開放式平臺，我們總結(jié)了數(shù)年內(nèi)的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，展開了對上傳的告警信息進(jìn)行在線實(shí)時處理的研究與創(chuàng)新，以適應(yīng)當(dāng)下電網(wǎng)智能化的發(fā)展與大規(guī)模的建設(shè)。該系統(tǒng)作為新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng)，對比以往的運(yùn)行系統(tǒng)有著其研究的充分代表性，結(jié)合國際新標(biāo)準(zhǔn)、新思想與各級調(diào)度合作研制而成的能量管理系統(tǒng)，在國內(nèi)各個地市級電力系統(tǒng)調(diào)度控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，成為國內(nèi)眾多網(wǎng)省、地市級調(diào)度的運(yùn)行系統(tǒng)。因此對 OPEN-3000 自動化集成系統(tǒng)展開理論剖析與實(shí)用性研究，不僅是對其先進(jìn)技術(shù)底蘊(yùn)的充分繼承以及多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的有效總結(jié)，更是為了滿足高速發(fā)展的電力網(wǎng)絡(luò)之下提出功能新需求的前提與基礎(chǔ)。
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1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題
國內(nèi)外已有多種智能或創(chuàng)新技術(shù)參與到有關(guān)如何優(yōu)化告警信息處理這個問題的解決之中，具體例如人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、Petri 網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、模糊邏輯推理技術(shù)、基于優(yōu)化技術(shù)的解析方法等。經(jīng)過階段性的研究發(fā)展，實(shí)際中從專家系統(tǒng)以及解析模型入手解決該問題的可行性與利用率較其他辦法更加的理想。20 多年以前就能在輔助電力運(yùn)行的功能模塊中發(fā)現(xiàn)專家系統(tǒng)的影子，現(xiàn)如今在電力系統(tǒng)規(guī)模建設(shè)、設(shè)備監(jiān)視與控制、事故診斷、電力經(jīng)濟(jì)分配等各功能系統(tǒng)中都用到了這項(xiàng)技術(shù)。目前開發(fā)出的基于各類知識點(diǎn)設(shè)計(jì)而成的專家系統(tǒng)中，具體總結(jié)出的有這些類型：通過知識規(guī)則構(gòu)建的、來源于事例的、基于模型框架的、采用模糊邏輯的、應(yīng)用 D-S 證據(jù)理論的、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的和運(yùn)用優(yōu)化算法的專家系統(tǒng)等[1]。下面分別論述了它們的簡要原理和優(yōu)劣之處�；�于規(guī)則推理：規(guī)則是一種具有代表性的知識邏輯，不是憑空創(chuàng)造而是基于具體實(shí)際發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出來的，專家的經(jīng)驗(yàn)對應(yīng)于這種代表性的知識邏輯。它的推理模式具有啟發(fā)性，先有明確具體的條件，再得出清晰的結(jié)論。它被開發(fā)設(shè)計(jì)成各種功能應(yīng)用系統(tǒng)，是比較經(jīng)典可靠的專家系統(tǒng)技術(shù)。規(guī)則在被機(jī)器合理選擇與正確應(yīng)用的過程即推理過程，而翻譯成計(jì)算機(jī)識別的語句是用產(chǎn)生式的“IF…AND（OR）…THEN…”表示，其作用機(jī)理簡潔明了。
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第二章 OPEN-3000 系統(tǒng)開發(fā)平臺

2.1 引言
OPEN-3000 系統(tǒng)在贛州市電力公司自 2011 年開始投入運(yùn)行至今已數(shù)年，在其開放式平臺上架設(shè)的功能系統(tǒng)十分豐富，解決了調(diào)控一體新模式下的不少問題。模式的轉(zhuǎn)變對于調(diào)度運(yùn)行的影響是革命性的，變電站實(shí)現(xiàn)無人值守，將變電站的監(jiān)視與調(diào)度融為一體。原本站端的監(jiān)視人員只需坐在主站調(diào)控大廳通過監(jiān)控系統(tǒng)采集的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行信息，來進(jìn)行調(diào)度與控制。然而智能網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的日益壯大，使得無人值守的變電站上傳至調(diào)控中心的告警信息數(shù)量急劇攀升，系統(tǒng)平臺的基本信息處理服務(wù)功能并沒有得到完美的利用，并且功能性也不能很好的滿足調(diào)控新需求，，有待進(jìn)一步得升級與建設(shè)。本章對 OPEN-3000 系統(tǒng)開發(fā)平臺進(jìn)行功能研究與結(jié)構(gòu)剖析，展示了其平臺友好的可集成性，重點(diǎn)闡述平臺提供的公共告警信息服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)，為下一章節(jié)對其進(jìn)行優(yōu)化的試驗(yàn)研究打下理論基礎(chǔ)。
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2.2 體系特色
0PEN-3000 智能調(diào)度集成系統(tǒng)的體系特色在于其基于平臺之上功能應(yīng)用的獨(dú)立與交互，采用最新國際標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成開放式的信息溝通，從測點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臄?shù)據(jù)信息采集升級，是融合了國內(nèi)外各項(xiàng)前沿技術(shù)的新一代調(diào)度自動化集成系統(tǒng)。0PEN-3000 系統(tǒng)于 2004 年 10 月推向市場，次年 9 月參與了科技成果鑒定并取得了良好成果，在全國各調(diào)度領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用廣泛，并于 2011 年正式在贛州市地調(diào)網(wǎng)絡(luò)啟動運(yùn)行。多年的投入使用經(jīng)驗(yàn)證明 OPEN-3000 系統(tǒng)運(yùn)行的可靠穩(wěn)定性，它的友好升級與開放式功能擴(kuò)展使得其技術(shù)的先進(jìn)性得到了維持，不斷總結(jié)以往實(shí)際運(yùn)行所得，同時順應(yīng)國家電力改革政策將新的功能需求日漸完善。各調(diào)度領(lǐng)域還可根據(jù)自身實(shí)際創(chuàng)建帶有地區(qū)特色的應(yīng)用模塊，維護(hù)與更新服務(wù)也深受各方的好評。標(biāo)準(zhǔn)化是指功能應(yīng)用的模型開發(fā)采用界內(nèi)預(yù)先統(tǒng)一設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，是評判電力調(diào)控運(yùn)行系統(tǒng)優(yōu)良與否的關(guān)鍵點(diǎn)。對比傳統(tǒng)的電力調(diào)控運(yùn)行系統(tǒng)，OPEN-3000不僅繼承了可移植操作系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn) POSIX、便利信息交互與傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)通訊TCP/IP 協(xié)議和圖形界面的開發(fā)接口標(biāo)準(zhǔn) MOTIF 等，更首次在其功能平臺和應(yīng)用服務(wù)方面通過統(tǒng)一遵循 IEC61970 國際標(biāo)準(zhǔn)解決了不同構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)之間溝通困難的問題[2]。
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第三章 調(diào)控信息預(yù)處理優(yōu)化的研究與試驗(yàn).........14
3.1 引言.......14
3.2 現(xiàn)狀調(diào)查......14
3.3 原因分析與確認(rèn)........16
3.3.1 原因分析關(guān)聯(lián).....16
3.3.2 要因確認(rèn)......18
3.4 針對性的對策制定與實(shí)施......20
3.5 試驗(yàn)結(jié)果......25
3.6 設(shè)計(jì)便利巡檢模塊....26
3.6.1 電壓監(jiān)視頁面模塊....26
3.6.2 光字牌間隔信號分類.......28
第四章 智能告警信息實(shí)時處理專家系統(tǒng)....30
4.1 引言.......30
4.2 數(shù)據(jù)采集......32
4.3 基于 IEC61850 的信息建模 ..........34
4.4 故障信息的可靠截取.......37
第五章 知識庫與推理機(jī)制.........42
5.1 概述.......42
5.2 基于告警信息關(guān)聯(lián)性制定規(guī)則......43
5.3 告警邏輯推理機(jī)........45
5.4 知識庫建立.........47
5.5 智能推理的模擬........53
5.6 本章小結(jié)......54

第五章 知識庫與推理機(jī)制

5.1 概述
知識庫，顧名思義是儲存著大量知識與經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)庫，這些知識與經(jīng)驗(yàn)來自于各領(lǐng)域的專家學(xué)者。智能告警信息實(shí)時處理專家系統(tǒng)的知識庫，存放的必然是與告警信息處理與事故診斷相關(guān)的規(guī)則。在上一章節(jié)介紹可靠截取故障信息的流程中，就運(yùn)用知識庫中關(guān)于保護(hù)動作與斷路器跳閘匹配關(guān)系的規(guī)則，來識別信息流中的故障告警信息。要對故障告警信息做出準(zhǔn)確的診斷，必然需要全面的制定各類告警信息之間的規(guī)則，知識庫中規(guī)則的優(yōu)劣與全面性決定了我們信息處理結(jié)果的好壞。隨著電網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)展，越來越多的智能技術(shù)與智能設(shè)備的參與將給我們提供愈來愈豐富的知識。好的知識庫模型的建立，對知識庫的更新與維護(hù)有很大的助益。知識庫模型的建立取決于我們對庫內(nèi)規(guī)則的表示形式，目前人工智能中的知識表示形式有產(chǎn)生式、框架、語義網(wǎng)絡(luò)等，而在專家系統(tǒng)中運(yùn)用得較為普遍的知識是產(chǎn)生式規(guī)則[27]。為了適用 OPEN-3000 系統(tǒng)平臺運(yùn)行，我們選擇采用產(chǎn)生式的知識表示方法，并根據(jù)告警關(guān)聯(lián)規(guī)則歸納了知識庫中告警信息的類綱，在其后的小節(jié)中將進(jìn)行闡述。推理機(jī)制，即我們對一個事件進(jìn)行思考判斷的思維方法。在這里，即調(diào)度人員根據(jù)現(xiàn)有的告警信息并結(jié)合知識庫中存儲的相關(guān)規(guī)則，來判斷故障原因的邏輯方式，是對知識的合理選擇與有效利用的方式[28]。

結(jié)語

本文首先介紹了電網(wǎng)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)變后的過渡大背景，闡述了贛州市電力調(diào)控中心告警信息數(shù)量龐大的問題，暴露了 OPEN-3000 系統(tǒng)平臺支持功能的不足。為適應(yīng)電網(wǎng)規(guī)模的不斷發(fā)展，提升調(diào)控一體化的運(yùn)行可靠性，對告警信息進(jìn)行智能實(shí)時處理的研究勢在必行。本文基于廣泛應(yīng)用于各網(wǎng)省、地市級調(diào)度控制中心的 OPEN-3000 調(diào)度自動化集成系統(tǒng)，對其展開結(jié)構(gòu)與功能的研究。并結(jié)合贛州市電力調(diào)控主站采集的告警信息繁雜的特點(diǎn)，做出預(yù)處理研究與試驗(yàn)，達(dá)到了銳減信息量，優(yōu)化后臺顯示的便利監(jiān)視目的。然后對廠站端采集的二次信息的模型做出描述，設(shè)計(jì)了可靠截取故障信息隊(duì)列的獲取流程。最后介紹了智能告警信息實(shí)時處理專家系統(tǒng)的產(chǎn)生式知識表示與將置信度計(jì)算與模糊推理結(jié)合的推理機(jī)制，并實(shí)際建立了知識庫大綱，實(shí)現(xiàn)了專家系統(tǒng)的告警信息關(guān)聯(lián)推理的試點(diǎn)模擬，完成了全文內(nèi)容。
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參考文獻(xiàn)（略）