电网调度操作票管理专家系统及应用宋宏坤关键词　操作票管理　专家系统　状态搜索　推理机
分类号　TM734EXPERTSYSTEMFORELECTRICPOWERNETWORKOPERATIONORDERMANAGEMENTSongHongkun
ControlCenterofYanchengPowerSupplyBureau，224001，Yancheng，ChinaKeywords　operationordermanagement　expertsystem　statesearch　inferenceengine0　引言
　　江苏盐城供电局调度自动化系统采用电力自动化研究院的SD—6000系统［1］，其中调度操作票管理系统软件是一个基于知识的决策系统，它借助于人工智能技术，根据电网运行状态、调度操作规程和专家经验自动生成正确的调度操作票。这套调度操作票专家系统采用句法模式识别，具有高效的推理机构和可以灵活修改的规则库。从目前在江苏盐城供电局的实际使用情况来看，线路操作（停电、送电、合环调电）的自动生成正确率在90以上，具有较好的实用价值。1　专家系统主要构成与原理［2］
　　一个典型的专家系统主要由知识库、数据库、推理机和人机接口4个部分组成，如图1所示。
图1　专家系统结构
Fig.1　Structureofexpertsystem1.1　知识库
　　知识库是专家系统的核心部分，它存储专家的经验、书本知识与常识性知识，一般由“若……,则……”等一系列规则组成。
1.2　数据库
　　数据库存储专家系统为了实现其功能所必需的数据，这种数据库与常规数据库相同。如SD—6000操作票管理系统直接通过PAS数据库得到生成操作票所需要的静态和动态参数。
1.3　推理机
　　推理机用来控制、协调整个系统，它根据当前输入的数据，利用知识库中的知识，按一定的推理方法，找出解决问题的策略，并把结果送到用户接口。一般常用的推理方式有：正向推理、反向推理、混合推理等。
1.4　人机接口
　　人机接口是专家系统与用户之间的通信部分。通过它可以接收来自用户的信息，又能把推理机推出的结果显示给用户。此外有的专家系统也可以通过它输入知识库的各种规则以及推理机的程序。2　专家系统框图及实现方法
2.1　系统框图及功能［3］
　　SD—6000操作票管理专家系统框图如图2。
图2　操作票管理专家系统框图
Fig.2　Blockdiagramofexpertsystemforoperationordermanagement　　下面以新中线停电为例说明系统的主要功能。人机接口输入任务命令后，首先进行状态搜索，根据不同的用途形成3个数据文件：input1.dat，input2.dat和lnstate.dat。input2用于在虚拟操作票库中寻找应属于哪一种类型的虚拟操作票，对于线路停电而言共有6类操作票，其中新中线停电属于第4类(带一步站和备用线)。input1用于线路上各站优先级的确定。因为虽然每个厂站内部的操作顺序可以在虚拟操作票库中固定，但是站与站之间的操作顺序则应由各站的状态决定。对于新中线停电而言，总是先操作非一步站城中变，再操作一步站新城变。lnstate用于虚拟操作票的匹配，它实际上是把PAS数据库中与本操作相关的内容搬过来形成的文件，对新中线停电而言，它主要包括新中线和对应开关名称、状态，保护和重合闸类型、投退情况，备自投情况，以及备用线盐中线相应的有关信息，合环时主备线重合闸配合情况等。
　　由此可以看出，通过状态搜索确定的input1与input2两个文件，可以通过推理机确定各站的匹配优先级和虚拟操作票类型，加上lnstate文件中各站的状态，经过匹配和语气的调整，就可以生成一张符合盐城电网实际的操作票。
2.2　推理机工作原理
　　电网调度操作票专家系统采用EDS算法作为推理机，主要用于以下两方面。
2.2.1　用于虚拟操作票类的识别
　　即根据状态搜索后得到的系统状态，来识别实现这个操作的操作票应属于哪一类虚拟操作票。电网调度操作主要包括3部分内容：线路操作、母线操作和变压器操作。不同操作类型的操作票属于不同的虚拟操作票，同一操作类型的操作票也可能属于不同的虚拟操作票。对线路停电操作来说，共有6种类型的操作，如含一步站、非一步站及刀闸代替开关等。不同类型对应不同的虚拟操作票库。推理机通过规则文件rule1.bas和状态文件input2.dat可以方便地找到应属于哪一类虚拟操作票。
2.2.2　用于线路上各站匹配优先级的推理判断
　　在线路操作中，每条线至少连接两个站，每个站的站内操作顺序在虚拟操作票库中是固定的，但不同站之间的操作顺序由各站的状态决定，因此在匹配最终操作票之前，应对各站匹配优先级进行判断，来决定不同站之间的操作顺序。例如在线路操作中，可以将各站的优先级从高到低分为4种，分别以0，1，2，3表示。
　　优先级为0分3种情况：①这个站为非一步站，带备用线，备用线带自投保护；②这个站为非一步站，带备用线，备用线不带自投保护；③这个站为非一步站，出线开关不带自投，处于冷备用状态。
　　优先级为1的情况：这个站为非一步站，出线开关带自投保护，处于热备用状态。
　　优先级为2的情况：这个站为非一步站，出线开关不带自投保护，出线开关是合上的。
　　优先级为3的情况：这个站为一步站。
　　推理机通过规则文件rule2.bas和状态文件input1.dat可以方便地匹配好各站优先级的顺序。
2.3　由虚拟操作票生成实际操作票
　　经过推理机得到每个厂站对应的虚拟操作票库后，最后通过状态文件lnstate.dat的匹配，就可以得到一张实际操作票。
　　所谓虚拟操作票库，事实上是众多同类操作票的代表，它是将大量同类型的操作票由专家归纳而成，再根据当前命令要求和运行状况进行匹配。这种方法的一个显著优点就是对于每个站的站内操作，其顺序是固定的，这样就避免了形成的操作票产生操作顺序的错误，而这种错误在电网调度中是绝对不允许的。
　　虚拟操作票的构成如下：每一行“*”后的数字表示各个站根据优先级大小排序的序号。“0”表示优先级最高的站，排在最前；“1”表示其次。对于匹配优先级相同的站则按顺序前后排。在数字后面、冒号前的为变量名，冒号后为操作票的实际内容，匹配原则如下：对于每一行，如果“*”后的数字与按优先级排序的序号相等，并且数字后、冒号前的变量在相应的站内状态中可以找到，则打印冒号后实际操作票内容，相应的变量用lnstate.dat中与之相等的变量后的实际内容代替。例如，新中线停电操作为第4种类型的操作票，由“*10lncbnamelncbcloseoperateglobal:将vlKVlinename由运行转检修”可以得到一步站新城变应操作“将110kV新中785线路由运行转检修”。3　结论
　　通过使用这种知识库与推理机分开的专家系统可看出，如果随着电网结构的发展需要增加或修改内容，只要改动规则文件rule1.bas，rule2.bas或虚拟操作票库文件（如线路停电为lntk1.ste）即可，而无需对用C语言编写的推理与匹配程序作改动，这对电网调度人员的运行维护将是非常方便的。作者简介：宋宏坤，男，1970年生，硕士，工程师，电网调度所主任工程师，主要从事电网调度自动化及电网调度管理工作。
作者单位：江苏省盐城供电局电网调度所　224001　江苏盐城参考文献1　陆杏全，袁　强，叶　周.SD-6000EMS系统及其应用.电力系统自动化，1995，19(7)
2　王明俊.面向对象设计的开放式能量管理系统.北京：中国电力出版社，1997
3　吴　岷，张晓莉，杨光正.基于句法模式识别的电网调度命令专家系统.电力系统自动化，1998，22(4)1999-03-03收稿。