電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)的模糊知識(shí)分析

付強(qiáng)

摘 要：在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)中，需要借助很多的設(shè)計(jì)知識(shí)，如設(shè)計(jì)規(guī)則和手冊(cè)等，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的樣本進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)出設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。然而，在很多設(shè)計(jì)手冊(cè)中，其知識(shí)比較分散，在設(shè)計(jì)規(guī)則方面具有不確定性。本文提出了使用在繼電保護(hù)的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的模糊處理方法，能夠?qū)ν评淼木窒扌赃M(jìn)行分析，使模糊推理更加得精確，設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，促進(jìn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；只能設(shè)計(jì)；專家系統(tǒng)；模糊推理

現(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)在人們的生活中普及，應(yīng)用于生活和生產(chǎn)的方方面面，各行各業(yè)都需要進(jìn)行信息化的處理，計(jì)算機(jī)技術(shù)被應(yīng)用于信息的處理中，計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同信息的儲(chǔ)存，能夠提高信息處理的效率，而且確保數(shù)據(jù)的安全性。我國(guó)的電力系統(tǒng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)了一定程度的發(fā)展，但是，在繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和管理方面還是存在著信息落后的問(wèn)題，數(shù)據(jù)不能進(jìn)行完整的儲(chǔ)存，而且信息的可靠性比較差，所以，要運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)，建立專家系統(tǒng)，處理較為模糊的知識(shí)。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)中的推理方式

在進(jìn)行繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)中，要對(duì)系統(tǒng)的一次結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，在這個(gè)過(guò)程中，首先要將系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理，然后設(shè)計(jì)人員要通過(guò)對(duì)以往經(jīng)驗(yàn)的分析，從而能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行配置，在此基礎(chǔ)上，選擇繼電保護(hù)的方式，選擇設(shè)備的型號(hào)，然后通過(guò)整定計(jì)算的方法，將施工的圖表繪制出來(lái)。所以，在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)中，要實(shí)現(xiàn)初始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)的連接，要確保二者能夠相互轉(zhuǎn)化。分析在初始狀態(tài)下，X是一個(gè)已知的集合，其條件都是具體化的，終止的狀態(tài)為Y，也是能夠滿足各類要求的集合。在不同的設(shè)計(jì)階段應(yīng)該完成不同的目標(biāo)，所以，在初始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中應(yīng)該設(shè)計(jì)規(guī)則和方法，借助國(guó)內(nèi)股市計(jì)算集合的特征。

電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)其實(shí)一個(gè)邏輯推理的過(guò)程，在推理時(shí)一般采用正向推理的方法，然后分析設(shè)計(jì)的屬性，因?yàn)樵诓煌碾A段，在設(shè)計(jì)中要受到不同的因素的干擾，所以，設(shè)計(jì)的因素通常都具有隨機(jī)性特點(diǎn)。因此，運(yùn)用模糊集的相關(guān)理論是不能精確地推理出結(jié)論的，只是一種可能性的推理方法。在繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)中，主要是對(duì)事實(shí)和規(guī)則的可能性進(jìn)行分析，要確保智能系統(tǒng)能夠按照要求工作，就要運(yùn)用模糊的還是，建立精確的算法。

2 模糊事實(shí)的表達(dá)

在對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)對(duì)參數(shù)進(jìn)行確定，這些要依靠操作人員的判斷，對(duì)模糊的事實(shí)進(jìn)行解析，使用模糊推理的方法。在對(duì)發(fā)電機(jī)的容量進(jìn)行分析時(shí)，這時(shí)就要運(yùn)用數(shù)值的方法來(lái)表示，數(shù)值要具有精確性，在不能確定數(shù)值的情況下，就需要考慮到使用模糊語(yǔ)言來(lái)表達(dá)，從而完善繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)方案。在運(yùn)用模糊語(yǔ)言的時(shí)候，每個(gè)詞匯都可以構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的元素，將相似的元素整合在一起就能夠構(gòu)成一個(gè)模糊的語(yǔ)言集合，其能夠在整個(gè)區(qū)間進(jìn)行分析。在設(shè)計(jì)參量的過(guò)程中，都是要找準(zhǔn)具體的數(shù)值的，而且一個(gè)數(shù)值可能在不同的元素中出現(xiàn)，在對(duì)發(fā)電機(jī)的容量進(jìn)行分析時(shí)，如果其容量為50MW，那么，其可以歸納在小型機(jī)組中，也可以分類在中型機(jī)組中。而且，每個(gè)元素也可以根據(jù)不同的條件進(jìn)行量化，這樣就將一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)值直接轉(zhuǎn)化成了模糊的語(yǔ)言。

假設(shè)P是一個(gè)參量的集合，X是其中的一個(gè)變量，在P中就尅設(shè)計(jì)模糊語(yǔ)言的元素，形成的元素及能夠?qū)κ聦?shí)進(jìn)行模糊的表達(dá)，也可以在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)模糊語(yǔ)言的表達(dá)，可以運(yùn)用區(qū)間的形式分析，在0到1的區(qū)間上，運(yùn)用一個(gè)實(shí)際的數(shù)值來(lái)分析命題的真實(shí)性，這個(gè)數(shù)值就具有一定的可信度，然后再運(yùn)用模糊語(yǔ)言來(lái)表達(dá)，用CF表示，如果CF=1，那么，其所描述的事實(shí)就是完全真實(shí)的，如果CF=0，那么所描述的事實(shí)就存在虛假。這樣就能夠采用量化的形式將模糊語(yǔ)言的程度進(jìn)行分析，在運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模糊信息表達(dá)的過(guò)程中，最主要的是實(shí)現(xiàn)在P中的每個(gè)具體的數(shù)值中都能夠找到相應(yīng)的元素，這樣就能夠繪制出可信度的圖線。發(fā)電機(jī)容量的規(guī)模隸屬關(guān)系如圖1所示。

從圖1可以分析出，在每條曲線上都能夠找出一個(gè)明確的數(shù)值，在各個(gè)曲線的交叉部分會(huì)出現(xiàn)模糊的問(wèn)題，當(dāng)s=50MW的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)模糊事實(shí)。模糊事實(shí)是否是可信的會(huì)對(duì)決策的結(jié)果產(chǎn)生重要的制約，用這種方法能夠使設(shè)計(jì)人員找到模糊的界限。

在相關(guān)的事實(shí)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)量化的符號(hào)作為模糊語(yǔ)言，但是不能直接用數(shù)值的方法描述，例如，在對(duì)發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行進(jìn)行描述時(shí)，說(shuō)“發(fā)電機(jī)不能在失磁的情況下運(yùn)行”，其構(gòu)成了一個(gè)語(yǔ)句，其能夠?qū)σ粋€(gè)既定的事實(shí)進(jìn)行分析，但是，在這個(gè)確定的語(yǔ)句中加入一個(gè)模糊的語(yǔ)言后，這個(gè)事實(shí)就具有了一定的模糊性特點(diǎn)，例如在這個(gè)語(yǔ)句中加入“通常情況下”這個(gè)模糊語(yǔ)言，其可信程度就會(huì)下降。

3 模糊設(shè)計(jì)的規(guī)則表示

在對(duì)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析時(shí)，要總結(jié)一定的規(guī)則，例如在“100MW下不能夠使用失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)”，如果使用了半導(dǎo)體的勵(lì)磁后，就應(yīng)該使用專門的失磁保護(hù)，在不同的情況下，應(yīng)該運(yùn)用宜裝設(shè)專用失磁保護(hù)和應(yīng)裝設(shè)專用的失磁保護(hù)。在不同的情況下，使用的失磁保護(hù)的裝置是不同的，所以，在規(guī)則的使用中也盡量能夠突出這些限定詞的特點(diǎn)。

在0到1的區(qū)間上設(shè)計(jì)一個(gè)集合，分析語(yǔ)句的可信度，將模糊語(yǔ)言作為變量在區(qū)間內(nèi)取值，然后分析設(shè)計(jì)人員不能夠確定的語(yǔ)句，給所有的語(yǔ)句都設(shè)計(jì)固定的數(shù)值，在0到1的區(qū)間上賦值，這樣就能夠確定一個(gè)整體的語(yǔ)句中的可信度。

4 模糊規(guī)則沖突集的處理方法

在模糊的推理方法中，可以設(shè)計(jì)沖突及，這樣能夠通過(guò)對(duì)一些語(yǔ)句的沖突性的分析，分析語(yǔ)句是否是可靠的，將不同的規(guī)則進(jìn)行匹配，然后不同的可信度，將可信度大的規(guī)則與可信度小的規(guī)則進(jìn)行分類，建立兩個(gè)不同的沖突集，這樣就能夠減少運(yùn)算的次數(shù)，將可信度記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

在新的匹配規(guī)則形成后，要儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣當(dāng)新的規(guī)則與原有的規(guī)則發(fā)生沖突的時(shí)候，就可以對(duì)兩條規(guī)則的語(yǔ)句進(jìn)行檢查，從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

5 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專家系統(tǒng)的分析與實(shí)現(xiàn)

5.1 軟件的功能設(shè)計(jì)

（1）核心業(yè)務(wù)流程

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專家系統(tǒng)首先要實(shí)現(xiàn)故障的錄入，對(duì)設(shè)備的生產(chǎn)年限等進(jìn)行查詢，然后對(duì)故障進(jìn)行匹配，如果能夠設(shè)備的類型和故障匹配在一起，那么就可以將資料打印出來(lái)。

（2）軟件的功能組成

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)專家管理系統(tǒng)主要具有信息的管理功能、信息的維護(hù)功能，查詢功能、權(quán)限設(shè)置功能等。

5.2 故障的維護(hù)

（1）功能分析

這項(xiàng)功能能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中出現(xiàn)的一個(gè)局部的故障進(jìn)行維護(hù)，能夠?qū)收想娏ο到y(tǒng)的基本信息進(jìn)行分析，然后對(duì)電力系統(tǒng)的故障進(jìn)行分類，對(duì)故障的主題進(jìn)行分析，然后提出故障的解決方案，然后對(duì)故障解決的資料進(jìn)行儲(chǔ)存。

（2）功能方法

功能實(shí)現(xiàn)的方法主要是通過(guò)增加故障解決的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，能夠?qū)收线M(jìn)行更加全面地了解，通過(guò)為故障資料的完善和修改，通過(guò)對(duì)錯(cuò)誤信息的刪除，將故障電力系統(tǒng)的參數(shù)等進(jìn)行查詢。

5.3 維修技術(shù)的講座分析

在這項(xiàng)技術(shù)中，能夠夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)故障進(jìn)行分類，將電力系統(tǒng)故障分成四個(gè)級(jí)別，分別是發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、電力系統(tǒng)、操作系統(tǒng)，對(duì)這幾個(gè)部分分別進(jìn)行自動(dòng)化的檢測(cè)，從而能夠分析電力系統(tǒng)故障的主要原因，然后進(jìn)行維修資料的調(diào)整，對(duì)維修資料進(jìn)行拓展，能夠在一定程度上能夠?qū)⒕S修資料制定的更加完善。

5.4 技術(shù)資料的管理

在對(duì)技術(shù)資料進(jìn)行管理的過(guò)程中，要對(duì)技術(shù)資料進(jìn)行分類，然后對(duì)那些已經(jīng)整理過(guò)程的技術(shù)資料進(jìn)行登記，然后分析技術(shù)資料在更新的過(guò)程中作出的變更，然后增加技術(shù)資料的分類，同一個(gè)技術(shù)資料可能有很多不同的類別，所以，也可以在分類的基礎(chǔ)上，對(duì)技術(shù)資料的內(nèi)容進(jìn)行拓展。

5.5 配件的價(jià)格管理

在對(duì)配件的價(jià)格進(jìn)行管理的時(shí)候，需要對(duì)配件的信息進(jìn)行完善，配件的信息主要有型號(hào)、價(jià)格等，而且一個(gè)配件可以在不同的電力系統(tǒng)上使用。通過(guò)增加配件信息的方法，使配件信息得以完善，運(yùn)用型號(hào)和編號(hào)的查詢，實(shí)現(xiàn)配件的組合查詢。

5.6 工具維修供應(yīng)商的管理

在對(duì)工具維修供應(yīng)商進(jìn)行管理的時(shí)候，要明確供應(yīng)商的名稱和地址等，明確供應(yīng)商可以對(duì)哪些工具進(jìn)行維修，有時(shí)候一個(gè)供應(yīng)商可以維修不同的工具，提高維修的效率。

5.7 工具買進(jìn)

在這項(xiàng)功能中，要對(duì)工具買進(jìn)的時(shí)間和價(jià)格進(jìn)行登記，確保能夠?qū)ぞ哔I進(jìn)的情況進(jìn)行查詢，通過(guò)完善供貨者的信息，從而確保買進(jìn)的工具能夠得到良好的售服務(wù)。

6 結(jié)語(yǔ)

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的過(guò)程中，當(dāng)遇到一些不確定的因素時(shí)，可以采用模糊推理的方法，在具體的實(shí)施過(guò)程中，可以采用建立專家系統(tǒng)的方法。

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