摘要：該文介紹了一種以Visual C++為開(kāi)發(fā)工具的基于數(shù)據(jù)庫(kù)的電網(wǎng)調(diào)度操作票專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)以電網(wǎng)的實(shí)時(shí)拓?fù)湫畔榛A(chǔ)，能根據(jù)調(diào)度操作任務(wù)的要求，通過(guò)智能推理自動(dòng)開(kāi)出操作任務(wù)票，具有良好的通用性和智能性，已在江蘇省內(nèi)多個(gè)縣級(jí)調(diào)度所成功運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：調(diào)度操作票 專家系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，倒閘操作需要頻繁進(jìn)行以改變系統(tǒng)運(yùn)行方式。電網(wǎng)調(diào)度操作票是調(diào)度員日常工作的主要內(nèi)容之一，該項(xiàng)工作經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，需要熟練的專業(yè)知識(shí)和豐富的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。傳統(tǒng)的手工填寫(xiě)操作票, 調(diào)度員在編寫(xiě)操作票時(shí)難免會(huì)受到環(huán)境、時(shí)間、健康等因素的影響,不可避免地出現(xiàn)差錯(cuò)。因此，開(kāi)操作票是一項(xiàng)繁雜費(fèi)時(shí)、責(zé)任重大的的工作。

調(diào)度操作票系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)，采用專家系統(tǒng)技術(shù)，將電網(wǎng)操作規(guī)則和經(jīng)驗(yàn)構(gòu)成知識(shí)庫(kù)，幫助調(diào)度員形成符合操作規(guī)程的操作序列。借助計(jì)算機(jī)由專家系統(tǒng)來(lái)開(kāi)操作票，不但可以大大減輕運(yùn)行人員的繁重負(fù)擔(dān)，而且可以避免由于操作票的錯(cuò)誤帶來(lái)的操作事故。另外，還可以作為輔助性培訓(xùn)工具，提高運(yùn)行人員的業(yè)務(wù)水平。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

操作票的技術(shù)基礎(chǔ)是操作規(guī)程，它實(shí)際上是一種描述性文字，是該領(lǐng)域內(nèi)大量知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的描述，難以建立數(shù)學(xué)模型，而專家系統(tǒng)本身是一種弱求解方法，可運(yùn)用于不便以數(shù)值方法定量分析解決的經(jīng)驗(yàn)性、邏輯性強(qiáng)的問(wèn)題，特別是以符號(hào)求解為核心的問(wèn)題。因此將人工智能原理運(yùn)用于調(diào)度操作票生成，是解決上述矛盾的有效手段。

另外，操作票中的具體操作項(xiàng)目與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)運(yùn)行有直接的關(guān)系。為了提高開(kāi)票的效率和正確性，調(diào)度操作票系統(tǒng)必須與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，這不但可以信息共享，還可以減輕用戶對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)工作量。

調(diào)度操作票管理系統(tǒng)，以調(diào)度操作知識(shí)庫(kù)為核心，以調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)為數(shù)據(jù)支撐，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該系統(tǒng)的程序主界面如圖2所示。

1.2 系統(tǒng)功能

智能操作票系統(tǒng)具有以下功能：能根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行方式和操作目的進(jìn)行推理，輔助調(diào)度員自動(dòng)開(kāi)票，并能夠?qū)﹂_(kāi)出的票進(jìn)行安全校核，在此基礎(chǔ)上生成規(guī)范合格的操作票。各功能模塊如圖3所示。

1.2.1 操作票生成功能

手動(dòng)開(kāi)票：用戶根據(jù)自己的需求，選擇操作目的、操作項(xiàng)目，單步生成操作票。

自動(dòng)開(kāi)票：用戶確定操作目的和操作任務(wù)后，系統(tǒng)通過(guò)推理，自動(dòng)生成正確的操作項(xiàng)目序列。

典型票出票：用戶從典型票庫(kù)中選取合適的典型票模板，生成操作票，并且提供多種典型票模板的生成、維護(hù)功能。

1.2.2 操作票管理功能

票編輯：操作票生成過(guò)程中，用戶可以同步跟蹤操作票的生成狀況，操作票生成后，可進(jìn)入票編輯、管理界面，供審查和校正。

票流程管理：按票管理流程，可進(jìn)行操作票的預(yù)寫(xiě)、預(yù)發(fā)、發(fā)令、執(zhí)行、終結(jié)、作廢等各環(huán)節(jié)的歸檔管理。

票日常管理：系統(tǒng)能夠按調(diào)度的日常管理要求，對(duì)生成的操作票進(jìn)行顯示、審查、存取、編號(hào)及打印。

1.2.3 系統(tǒng)維護(hù)功能

人員維護(hù)：操作人員的角色決定了其操作權(quán)限和開(kāi)票類型，人員維護(hù)功能由系統(tǒng)管理員定義調(diào)度員及其角色，它不但可提高系統(tǒng)的安全性，還可方便操作票中有關(guān)信息的生成。

設(shè)備維護(hù)：調(diào)度操作票系統(tǒng)與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)共享系統(tǒng)的圖形建模功能，可減少系統(tǒng)的維護(hù)工作量。

典型票維護(hù)：系統(tǒng)具有典型票的創(chuàng)建、刪除、修改等維護(hù)功能。

典型票模板的建立，既可單獨(dú)進(jìn)行，也可以從已執(zhí)行的歷史票中導(dǎo)出。

2 功能模塊的設(shè)計(jì)

2.1 知識(shí)庫(kù)

知識(shí)庫(kù)由兩部分組成: 設(shè)備庫(kù)和規(guī)則庫(kù)。設(shè)備庫(kù)主要存放電氣運(yùn)行中各運(yùn)行設(shè)備的相關(guān)信息。調(diào)度操作票系統(tǒng)與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)共享系統(tǒng)的圖形建模功能，因此設(shè)備庫(kù)可自動(dòng)生成。設(shè)備庫(kù)分為廠站表、母線表、變壓器表和線路表等。設(shè)備之間的拓?fù)溥B接關(guān)系由各表中相關(guān)字段來(lái)表示。規(guī)則庫(kù)是存儲(chǔ)開(kāi)列操作票的操作經(jīng)驗(yàn)知識(shí),根據(jù)實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn),可細(xì)分為變壓器知識(shí)、線路知識(shí)和母線知識(shí)等。規(guī)則庫(kù)以操作規(guī)則表的的形式來(lái)表現(xiàn)。操作規(guī)則表的設(shè)計(jì)如表1所示。

2.2 推理機(jī)

推理機(jī)模塊是系統(tǒng)中最重要的部分,所有的部件都與它進(jìn)行信息交換。它具有推理和控制兩個(gè)功能。運(yùn)用已有的知識(shí)和規(guī)則,推出新的結(jié)論，稱為推理。確定規(guī)則是否匹配,以及當(dāng)規(guī)則匹配或不匹配時(shí)來(lái)決定下一步做什么，稱為控制。系統(tǒng)采用正向推理,采用深度優(yōu)先搜索。當(dāng)操作人員給出操作任務(wù)時(shí),得到ruleID字段的值，將操作規(guī)則表中相應(yīng)的記錄取出并按order排序。然后，依次取出每條規(guī)則進(jìn)行匹配。首先，取出order為0的記錄，判斷condition的條件是否滿足。若不滿足，則表明不能進(jìn)行該項(xiàng)操作;若滿足，則繼續(xù)取下面的記錄，并根據(jù)knownargList已知參數(shù)得到newargList新參數(shù)用于操作語(yǔ)句。然后，按order順序依次取出以下各條記錄。判斷各條記錄的condition條件是否成立;若成立，則根據(jù)該條記錄的conclude字段，寫(xiě)出相應(yīng)的操作語(yǔ)句;若不成立，則該條操作語(yǔ)句不寫(xiě)出。以"××線路由運(yùn)行轉(zhuǎn)為冷備用"為例,首先,根據(jù)ruleID找到規(guī)則表中共對(duì)應(yīng)兩條記錄，首先取出order為0的記錄,判斷條件condition是否成立，即判斷該線路是否處于運(yùn)行狀態(tài)，若不是，則不能進(jìn)行該項(xiàng)操作;若是，得到用于操作語(yǔ)句的相關(guān)參數(shù)，并取出order為1的記錄，判斷條件condition總是成立的，則開(kāi)出操作語(yǔ)句"將××線路由運(yùn)行轉(zhuǎn)為冷備用"。

3 結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)先進(jìn)、合理。系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)能正確地表示調(diào)度人員的專業(yè)知識(shí)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，幫助用戶正確生成各種類型的操作票，有效地防止了電網(wǎng)操作中的誤操作，大大減少人為操作事故發(fā)生的可能性。

實(shí)用化程度高，系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度操作票的特點(diǎn)，提供了多種操作票生成方法，并可將這些方法綜合運(yùn)用，大大提高系統(tǒng)出票的效率。

系統(tǒng)與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，不但可以實(shí)現(xiàn)信息共享，提高系統(tǒng)性能，還有效地減少了用戶的維護(hù)工作量。

系統(tǒng)具有完善的操作票管理功能，可完成操作票的日常工作流程，實(shí)現(xiàn)操作票的無(wú)紙化管理。

操作界面直觀、清淅，方便易用。

系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展能力和可維護(hù)性，可適應(yīng)電網(wǎng)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊以涵，唐國(guó)慶，高曙.專家系統(tǒng)及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[M].北京:水利電力出版社,1995.

尹朝慶，尹皓.人工智能與專家系統(tǒng)[M].北京:水利電力出版社,1995.

宇偉等，基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的電氣操作票專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,(2):91～94.

王林川等.一種新的靈活實(shí)用的操作票專家系統(tǒng)[J].繼電器，2000，(4):35～37.

戴承偉，湯曉亮.變電站倒閘票自動(dòng)生成專家系統(tǒng)[J].江蘇電機(jī)工程,2001,(3):38～40.