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罢{(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(dòng)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(duì)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�；� OPEN-3000 系統(tǒng)開放式平臺(tái)，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(duì)上傳的告警信息進(jìn)行在線實(shí)時(shí)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(dòng)化集成系統(tǒng)，對(duì)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(guó)際新標(biāo)準(zhǔn)、新思想與各級(jí)調(diào)度合作研制而成的能量管理系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)各個(gè)地市級(jí)電力系統(tǒng)調(diào)度控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，成為國(guó)內(nèi)眾多網(wǎng)省、地市級(jí)調(diào)度的運(yùn)行系統(tǒng)。因此對(duì) OPEN-3000 自動(dòng)化集成系統(tǒng)展開理論剖析與實(shí)用性研究，不僅是對(duì)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題
國(guó)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(gè)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(guò)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(shí)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(guò)知識(shí)規(guī)則構(gòu)建的、來(lái)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(jiǎn)要原理和優(yōu)劣之處�；谝�(guī)則推理：規(guī)則是一種具有代表性的知識(shí)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(lái)的，專家的經(jīng)驗(yàn)對(duì)應(yīng)于這種代表性的知識(shí)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(guò)程即推理過(guò)程，而翻譯成計(jì)算機(jī)識(shí)別的語(yǔ)句是用產(chǎn)生式的“IF…AND（OR）…THEN…”表示，其作用機(jī)理簡(jiǎn)潔明了。
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第二章 OPEN-3000 系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)

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(tái)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(duì)于調(diào)度運(yùn)行的影響是革命性的，變電站實(shí)現(xiàn)無(wú)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(guò)監(jiān)控系統(tǒng)采集的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行信息，來(lái)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(wú)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(tái)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(jí)與建設(shè)。本章對(duì) OPEN-3000 系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行功能研究與結(jié)構(gòu)剖析，展示了其平臺(tái)友好的可集成性，重點(diǎn)闡述平臺(tái)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(duì)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(tái)之上功能應(yīng)用的獨(dú)立與交互，采用最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成開放式的信息溝通，從測(cè)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臄?shù)據(jù)信息采集升級(jí)，是融合了國(guó)內(nèi)外各項(xiàng)前沿技術(shù)的新一代調(diào)度自動(dòng)化集成系統(tǒng)。0PEN-3000 系統(tǒng)于 2004 年 10 月推向市場(chǎng)，次年 9 月參與了科技成果鑒定并取得了良好成果，在全國(guó)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(dòng)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(jí)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(shí)順應(yīng)國(guó)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(píng)。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(píng)判電力調(diào)控運(yùn)行系統(tǒng)優(yōu)良與否的關(guān)鍵點(diǎn)。對(duì)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(tái)和應(yīng)用服務(wù)方面通過(guò)統(tǒng)一遵循 IEC61970 國(guó)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(duì)性的對(duì)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(yè)面模塊....26
3.6.2 光字牌間隔信號(hào)分類.......28
第四章 智能告警信息實(shí)時(shí)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(shí)庫(kù)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(shí)庫(kù)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(shí)庫(kù)與推理機(jī)制

5.1 概述
知識(shí)庫(kù)，顧名思義是儲(chǔ)存著大量知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，這些知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)來(lái)自于各領(lǐng)域的專家學(xué)者。智能告警信息實(shí)時(shí)處理專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)，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(shí)庫(kù)中關(guān)于保護(hù)動(dòng)作與斷路器跳閘匹配關(guān)系的規(guī)則，來(lái)識(shí)別信息流中的故障告警信息。要對(duì)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(shí)庫(kù)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(lái)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(lái)愈豐富的知識(shí)。好的知識(shí)庫(kù)模型的建立，對(duì)知識(shí)庫(kù)的更新與維護(hù)有很大的助益。知識(shí)庫(kù)模型的建立取決于我們對(duì)庫(kù)內(nèi)規(guī)則的表示形式，目前人工智能中的知識(shí)表示形式有產(chǎn)生式、框架、語(yǔ)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(shí)是產(chǎn)生式規(guī)則[27]。為了適用 OPEN-3000 系統(tǒng)平臺(tái)運(yùn)行，我們選擇采用產(chǎn)生式的知識(shí)表示方法，并根據(jù)告警關(guān)聯(lián)規(guī)則歸納了知識(shí)庫(kù)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(duì)一個(gè)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(shí)庫(kù)中存儲(chǔ)的相關(guān)規(guī)則，來(lái)判斷故障原因的邏輯方式，是對(duì)知識(shí)的合理選擇與有效利用的方式[28]。

結(jié)語(yǔ)

本文首先介紹了電網(wǎng)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)變后的過(guò)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(tái)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(duì)告警信息進(jìn)行智能實(shí)時(shí)處理的研究勢(shì)在必行。本文基于廣泛應(yīng)用于各網(wǎng)省、地市級(jí)調(diào)度控制中心的 OPEN-3000 調(diào)度自動(dòng)化集成系統(tǒng)，對(duì)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(tái)顯示的便利監(jiān)視目的。然后對(duì)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(shí)處理專家系統(tǒng)的產(chǎn)生式知識(shí)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(shí)庫(kù)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）