配電網(wǎng)自動(dòng)化

1、配電網(wǎng)故障處理自動(dòng)化系統(tǒng)配電網(wǎng)是向用戶供電的主要環(huán)節(jié)，然而在現(xiàn)代隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展迅速，人們對電力部門的電能質(zhì)量、特別是對電力供電的可靠性的要求也越來越高，即使是很短暫的電源中斷，就有可能造成重大的國民經(jīng)濟(jì)損失;而且，電力事業(yè)發(fā)展迅速，配電網(wǎng)的規(guī)模迅速壯大，加上電力部門也要求提高自身電力的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠性以及質(zhì)量，傳統(tǒng)的人工故障排除方法已經(jīng)達(dá)不到我們對電力部門的要求。1.配電網(wǎng)故障處理自動(dòng)化概述配電網(wǎng)分布范圍廣，在中國廣大地區(qū)沿線呈狹長分布，供電區(qū)間線路長，每隔40千米至50千米為一個(gè)供電臂，有的則達(dá)到80千米，甚至上百千米，穿越高山、森林、河流、湖泊等復(fù)雜的地區(qū)地形，氣候條件多變，長期經(jīng)受

2、風(fēng)、雨、雷電、污、霧等侵害，是供電系統(tǒng)中的最薄弱環(huán)節(jié)，也是故障產(chǎn)生最多的地方。瞬時(shí)故障約占90%，而這類故障造成的局部絕緣損傷一般都沒有明顯的痕跡，給故障的查找?guī)順O大困難。貫通/自閉線路故障的準(zhǔn)確定位，能夠提供可靠的數(shù)據(jù)，大大減輕了人工巡線的艱辛勞動(dòng)，便于查找故障和排除故障。對于瞬時(shí)性故障來說，可以區(qū)分的是雷電過電壓造成的故障，還是由于線路絕緣子的老化、線路下樹枝擺動(dòng)造成的故障，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，采取有針對性的措施，避免故障再一次發(fā)生，防止了故障的擴(kuò)大。一、配電網(wǎng)故障自動(dòng)化處理設(shè)備的工作原理是基于小波測距的方式。對于分段處位置的開關(guān)在正常工作時(shí)開關(guān)為常閉狀態(tài)，當(dāng)線路因停電或因故障失壓時(shí)，所

3、有的開關(guān)都打開。二、故障區(qū)段兩側(cè)的開關(guān)因感受到故障電壓而閉鎖，當(dāng)站內(nèi)斷路器再次合閘后，正常區(qū)間恢復(fù)供電、故障區(qū)間通過閉鎖而隔離。三、對于聯(lián)絡(luò)點(diǎn)位置的開關(guān)，在正常時(shí)感受到兩側(cè)有電壓時(shí)為常開狀態(tài)。四、當(dāng)一側(cè)電源失壓時(shí)，該聯(lián)絡(luò)開關(guān)開始延時(shí)進(jìn)行故障確認(rèn)，延時(shí)時(shí)間整定值為故障側(cè)線路完成對故障確定并閉鎖的時(shí)間。五、在延時(shí)時(shí)間完成后聯(lián)絡(luò)開關(guān)投入，后備電源向故障線路的故障后端正常區(qū)間恢復(fù)供電。2配電網(wǎng)故障定位的發(fā)展現(xiàn)狀(1)FTU遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控法隨著遠(yuǎn)端控制在饋線中的應(yīng)用越來越廣泛，有些配電網(wǎng)只能應(yīng)用終端設(shè)備，即(FTU)，并通過通信通道實(shí)現(xiàn)故障檢測定位的功能。出現(xiàn)故障時(shí)，通過FTU對分段開關(guān)、重合器等進(jìn)行控制，判

4、斷故障位置，進(jìn)而隔離故障。但是，F(xiàn)TU需要專用電源，工程造價(jià)高，而且專用通信信道的花銷也比較高，當(dāng)線路發(fā)生故障的時(shí)候，有可能單端失去電源。(2) 阻抗法阻抗法是配電網(wǎng)電力系統(tǒng)的一種故障定位方法。阻抗法是根據(jù)故障時(shí)母線處測量得到的電壓電流的復(fù)值來計(jì)算故障線路的阻抗。由于線路的長度與阻抗的大小成正比，用阻抗除以單位長度的阻抗即得到故障距離。該方法依據(jù)變電站和分支點(diǎn)把每條饋線分成幾段，并以網(wǎng)絡(luò)分析模型為基礎(chǔ)，由電力系統(tǒng)分析軟件自動(dòng)進(jìn)行離線的短路電流計(jì)算，計(jì)算的故障阻抗結(jié)果存放在每條饋線的阻抗列表中，短路電流計(jì)算每年更新一次。線路發(fā)生故障的時(shí)候，測量的故障阻抗自動(dòng)傳送到計(jì)算機(jī)的選擇程序并且自動(dòng)選擇計(jì)算

5、公式，從而計(jì)算出阻抗的大小，繼而可以得出故障距離的大體數(shù)據(jù)。由于受過渡電阻、分布電容、電壓、電流互感器誤差等因素的影響，阻抗法測距誤差教大。(3)行波法行波法是利用高頻故障暫態(tài)電流、電壓行波或在故障后用脈沖頻率調(diào)制系統(tǒng)及斷路器斷開或重合時(shí)產(chǎn)生的暫態(tài)信號(hào)等來間接判定故障點(diǎn)的位置，一般分為A，B，C，D，E，F(xiàn)這6種方法?，F(xiàn)有的AF型行波測距方法的基本原理如下:A型測距為單端測距方式是利用線路發(fā)生故障時(shí)在測量端感受到第一個(gè)正向行波浪涌S1與其在故障點(diǎn)反射波S2之間的時(shí)延t計(jì)算測量點(diǎn)到故障點(diǎn)之間的距離。圖1為行波在故障點(diǎn)F與測距點(diǎn)S問往返過程及測量點(diǎn)感受的行波示意圖。設(shè)故障初始行波況與由故障點(diǎn)反射波

6、凡到達(dá)母線的時(shí)間分別為、，則故障距離戈為:式中，v為行波在線路上的波速。圖1 單端A型測距原理示意圖B型測距方法利用故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波到達(dá)線路兩端后借助于通信聯(lián)系實(shí)現(xiàn)測距。C型測距方法是利用在故障發(fā)生后由裝置發(fā)射高頻或直流脈沖，根據(jù)高頻脈沖在裝置和故障點(diǎn)之間的往返時(shí)間進(jìn)行測距。與A型測距方式相比，只是行波源不同，前者采用外加脈沖式，后者直接利用故障行波?；谀Ａ啃胁ǖ娜嗄妇€外加同一電壓脈沖式單端行波測距方法，通過對單端注入的行波進(jìn)行小波變換，根據(jù)波形特征、模極大值出現(xiàn)的特點(diǎn)、波形奇異點(diǎn)的變化等判斷故障線路和故障點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確故障選線和測距。D型為雙端測距利用線路內(nèi)部故障產(chǎn)生的初始行波浪涌到達(dá)線路

7、兩端測距點(diǎn)時(shí)的絕對時(shí)間之差計(jì)算故障點(diǎn)到2個(gè)測量點(diǎn)之間的距離。設(shè)線路長度為L，故障產(chǎn)生的初始浪涌到達(dá)兩側(cè)母線的時(shí)間分別為和，如圖1所示。則故障點(diǎn)到母線S及R的距離、分別為:E型測距方法基于重合閘的單端測距原理，利用線路開關(guān)合閘于故障線路所產(chǎn)生的暫態(tài)行波，根據(jù)測量點(diǎn)到故障點(diǎn)或故障點(diǎn)到對端母線往返一次的時(shí)間和行波波速確定故障點(diǎn)距離。F型測距方法基于分閘的單端測距原理，利用故障線路斷路器開斷故障時(shí)產(chǎn)生的分閘暫態(tài)行波，根據(jù)測量點(diǎn)到故障點(diǎn)或故障點(diǎn)到對端母線往返一次的時(shí)間和行波波速確定故障點(diǎn)距離。3配電網(wǎng)故障定位算法比較及應(yīng)用3.1阻抗法誤差分析3.1.1阻抗法原理阻抗法是基于輸電線路為均勻傳輸線的的條件下

8、，即故障回路阻抗與測量點(diǎn)到故障點(diǎn)的距離成正比。故障阻抗的計(jì)算可以利用線路兩端的暫態(tài)故障信息，也可以僅利用單端暫態(tài)故障信息進(jìn)行近似處理。對于單端電源供電的線路來說，由故障時(shí)母線處測量的電壓Vm、電流Im計(jì)算得到的等效電抗XL或者等效電阻RL與母線到故障點(diǎn)線路長度L成正比。用或除以單位長度上電抗值X0或電阻值R0即可得到故障距離，其關(guān)系可以表示為:3.1.2影響阻抗法的幾個(gè)因素(1)環(huán)境負(fù)荷變化的影響阻抗法測距功能通常作為微機(jī)保護(hù)及錄波裝置的附加功能，具有投資少的優(yōu)點(diǎn)，但其測距準(zhǔn)確性受過渡電阻、線路分布電容、暫態(tài)故障分量、線路結(jié)構(gòu)不對稱、線路走廊地形變化、電壓和電流互感器的變換誤差影響較大，阻抗算

9、法往往不能滿足對故障測距的精度要求。阻抗測距法存在的另一個(gè)缺點(diǎn)是適應(yīng)性較差，配電網(wǎng)中一般采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地(小電流接地)方式，據(jù)統(tǒng)計(jì)線路故障90%是單相接地故障，特殊的供電方式和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，沿線不均勻的掛接負(fù)荷設(shè)備，使得阻抗測距適用性較差。(2)接地電阻的影響雙側(cè)電源系統(tǒng)如圖2所示，當(dāng)故障點(diǎn)F發(fā)生三相經(jīng)過渡電阻故障時(shí)，定性分析過渡電阻Rg對M端距離保護(hù)動(dòng)作的影響(Zl為線路單位長度的正序阻抗，X為保護(hù)安裝點(diǎn)M至故障點(diǎn)的距離，L為線路全長)。由于:M點(diǎn)保護(hù)的測量阻抗為：N點(diǎn)保護(hù)的測量阻抗為：圖2單向接地系統(tǒng)等值電路若超前于，則落后于，呈現(xiàn)為容性阻抗，安裝于M側(cè)的距離保護(hù)在正方向區(qū)外故

10、障時(shí)可能由于過渡電阻的影響而誤動(dòng)作。若落后于，則超前于，呈現(xiàn)為感性阻抗，安裝于M側(cè)的距離保護(hù)在正方向區(qū)內(nèi)故障時(shí)可能由于過渡電阻的影響動(dòng)作的靈敏度減低。3.2行波法誤差分析3.2.1行波測距的原理行波測距的方法，是建立在輸電線路的分布參數(shù)變化的基礎(chǔ)之上的，利用故障產(chǎn)生的暫態(tài)行波信號(hào)。并對其對其暫態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析，利用故障高頻暫態(tài)電流、電壓的行波分析計(jì)算，判定故障點(diǎn)的距離。(l)單端行波測距法對一般性故障而言.單端行波測距的關(guān)鍵是準(zhǔn)確求出行波第一次到達(dá)測量端及從故障點(diǎn)反射回到測量端的時(shí)間差。或與對端母線反射回測量端的時(shí)間差。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，故障產(chǎn)生的電流行波會(huì)在故障點(diǎn)和母線之間來回反射。行波測距接

11、人來自電流互感器二次側(cè)的暫態(tài)電流行波信號(hào)。假設(shè)線路MN，線路中點(diǎn)以內(nèi)的O點(diǎn)發(fā)生故障。若M端裝設(shè)行波測距裝置，該行波脈沖先從故障點(diǎn)反射至M側(cè)母線上.再從M側(cè)母線反射至故障點(diǎn)、再反射至M側(cè)母線上，如此反復(fù)，M側(cè)故障測距裝置可記錄該行波脈沖第一次到達(dá)M側(cè)母線的時(shí)間為T1。第二次到達(dá)M側(cè)的時(shí)間為T2。故障點(diǎn)從對側(cè)反射的行波脈沖到達(dá)本側(cè)的時(shí)間為T3。如3圖所示:圖3行波傳輸路徑圖4反射波波形圖設(shè)波速度為v，此時(shí)為故障點(diǎn)至M端的距離。(2)雙端行波測距法雙端行波測距的關(guān)鍵是準(zhǔn)確測出電流行波到達(dá)線路兩端的時(shí)間。MN線路，當(dāng)線路兩端均裝設(shè)行波測距裝置時(shí)，發(fā)生故障的時(shí)間為T0，故障點(diǎn)到達(dá)M側(cè)的時(shí)間為T1，故障點(diǎn)

12、到達(dá)N側(cè)的時(shí)間為T2，如圖5所示:圖5行波反射圖波速度為v可得出以下方案：雙端測距必須要在線路兩端裝設(shè)測距裝置和GPS裝置.并通過通信交換兩側(cè)測距裝置測到的故障初始波到達(dá)兩側(cè)母線的時(shí)間，裝置通過以上公式計(jì)算出故障點(diǎn)距本端的距離。3.2.2行波測距法存在的問題及部分解決方法(l)行波故障分量的提取由上面的分析可以知道，線路故障產(chǎn)生的行波是一個(gè)暫態(tài)的、奇異的高頻信號(hào)。但是這種行波暫態(tài)信號(hào)能否通過互感器來實(shí)現(xiàn)采集是一個(gè)很大的問題。通過大量仿真試驗(yàn)表明，普通的電流、電壓互感器，普通的電流互感器也能精確的傳變電流行波信號(hào)，所以行波測距裝置可以直接接入普通的電流互感器。（2）保證線路兩端的時(shí)鐘同步主要使用

13、衛(wèi)星定位的GPS系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。兩端行波測距裝置均接收GPS對時(shí)，從而達(dá)到兩側(cè)時(shí)間的完全統(tǒng)一。（3）準(zhǔn)確的記錄故障行波重疊的時(shí)間故障行波含有多種高頻分量。而不同頻率分量具有不同的傳播速度和衰減，從而使行波在傳輸過程中產(chǎn)生色散，造成了行波到達(dá)時(shí)間很難判斷，所以，采用行波測距法時(shí)，必須考慮行波在輸電線路上傳播的色散問題。（4）確定行波的傳播速度當(dāng)線路的故障距離較近時(shí)，行波中的高頻分量較多，行波的傳播速度也就較高，當(dāng)故障距離較遠(yuǎn)時(shí)，高頻分量少，行波以較低的速度傳播，這樣一來，如果不考慮行波中的高頻含量，而把行波傳輸速度確定取為光速。這樣的測量結(jié)果顯然是不精確的。3.3兩種算法的適應(yīng)性比較配電網(wǎng)在發(fā)生故障

14、的情況下，故障處理的首要任務(wù)就是要實(shí)現(xiàn)故障的快速切除，盡快恢復(fù)供電，保證線路供電以及安全。因此，其故障診斷算法應(yīng)該滿足快速性、可靠性要求。另外，由于配電線路的結(jié)構(gòu)多樣，算法也應(yīng)該同時(shí)兼顧穩(wěn)定性和適應(yīng)性的要求。目前，應(yīng)用于故障定位的阻抗法和行波法，有其各自的長處。對阻抗法而言影響其定位可靠性與精度的主要因素是線路參數(shù)的穩(wěn)定性、計(jì)算模型的可靠性。由于受到外界變化因素的影響造成線路參數(shù)和線路模型的多變且不均勻，所以，它的定位精度不是很高，但定位可靠性相對較高，適應(yīng)性也較強(qiáng)。行波法也同樣客觀上受到波速衰減和行波信號(hào)檢測時(shí)間的影響，定位的精度顯然比阻抗法要高，但定位的可靠性相對難以保證，抗干擾的能力差，

15、適應(yīng)性也較差。由于配電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、線路多樣化，受沿線分支變壓器的影響、復(fù)雜環(huán)境的影響、形成的阻抗不連續(xù)點(diǎn)多。而且，行波在各個(gè)一次設(shè)備、各段線路聯(lián)接處的反射和折射非常復(fù)雜，嚴(yán)重影響了行波信號(hào)的識(shí)別。此外，較大負(fù)載感應(yīng)電壓干擾，也會(huì)影響到行波信號(hào)的提取。行波法還存在測量死區(qū)，當(dāng)故障發(fā)生在線路近端時(shí)，由于時(shí)間太短可能無法區(qū)分出第一次到達(dá)的行波和從故障點(diǎn)反射回來的第二次到達(dá)的行波，造成測量死區(qū)。故障發(fā)生在電壓過零點(diǎn)附近時(shí)，由于行波信號(hào)相對微弱，無法準(zhǔn)確提取行波信號(hào)，也會(huì)出現(xiàn)測量死區(qū)。4.配電網(wǎng)故障診斷專家系統(tǒng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，我們把開關(guān)跳閘信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)及越限潮流等報(bào)警信息實(shí)時(shí)地送到計(jì)算機(jī)屏幕上

16、和調(diào)度模擬盤上，為工作人員判斷故障帶來了方便。但是，當(dāng)大量報(bào)警信號(hào)在短時(shí)間內(nèi)蜂擁而至，在這種復(fù)雜忙亂的情況下，工作人員往往不能判斷故障或者發(fā)生誤判、漏判，可能造成故障擴(kuò)大或延長送電時(shí)間。因此，將這些故障信息交給高水平的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)故障判斷是非常有意義的。4.1 故障診斷專家系統(tǒng)的基本原理故障診斷專家系統(tǒng)(簡稱ES)一般分為發(fā)送電力設(shè)備和電力網(wǎng)絡(luò)故障診斷，在這里只討論后者，它的結(jié)構(gòu)如圖6所示，它的功能應(yīng)包括如下部分:a)故障檢測測定判斷故障時(shí)所需數(shù)據(jù)信息。通過接口查詢SCADA庫獲得開關(guān)、保護(hù)、線路潮流等信息。b)故障分析根據(jù)故障信息，分析故障地點(diǎn)、性質(zhì)和原因。c)故障處理根據(jù)故障分析結(jié)果

17、，提出處理意見(報(bào)警、轉(zhuǎn)移負(fù)荷、設(shè)備停運(yùn)、保護(hù)退出等)。國內(nèi)外研制出的專家系統(tǒng)大都可以利用繼電保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，根據(jù)保護(hù)動(dòng)作范圍的相交運(yùn)行所得的交集來判斷故障區(qū)域和類型。由于配電網(wǎng)開關(guān)裝置的數(shù)量太大，很難把各種保護(hù)信號(hào)都送到調(diào)度中心，一些的調(diào)度中心只具備少量的保護(hù)信號(hào)。這樣，只能根據(jù)斷路器跳閘信號(hào)判斷故障元件。而對一些較復(fù)雜故障是從開關(guān)跳閘信號(hào)而得出各種可能故障元件基礎(chǔ)上，通過人機(jī)對話方式輸入必要保護(hù)動(dòng)作量，進(jìn)一步確定故障元件，并形成調(diào)度故障處理意見。圖6 故障診斷專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖4.2 ES知識(shí)庫知識(shí)庫用來存貯某一領(lǐng)域?qū)ｉT知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。一個(gè)專家系統(tǒng)性能的高低，取決于知識(shí)庫中知識(shí)的完善程序和良好

18、的組織結(jié)構(gòu)。它具有存貯、檢索和修改的功能?？煞譃樵O(shè)備屬性庫，故障診斷和性能分析庫，如圖7所示。故障診斷和性能分析庫包括:a)開關(guān)性能診斷庫；b)保護(hù)特性診斷庫；c)重合閘及開關(guān)特性庫；d)公共知識(shí)庫。4.3 ES數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫存放所要解決問題的原始數(shù)據(jù)和推理過程中得到的各種中間信息。它不僅存放著電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)開關(guān)、潮流、電壓信息、臨檢或設(shè)備異常退出情況，而且還與其它專家系統(tǒng)部分相聯(lián)系。因此數(shù)據(jù)庫不僅是ES系統(tǒng)各功能紐帶，也是SCADA系統(tǒng)及其它專家系統(tǒng)的橋梁。圖7故障診斷專家系統(tǒng)的知識(shí)庫示意圖4.4 邏輯推理部分邏輯推理部分是ES系統(tǒng)核心部分，它根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的信息，利用知識(shí)庫的知識(shí)，按一定的算法

19、推理策略去解決所研究的問題。它由三個(gè)子推理器組成。a)保護(hù)邏輯推理器:根據(jù)測距結(jié)果以及內(nèi)部數(shù)據(jù)庫對線路所安裝主保護(hù)進(jìn)行診斷，之后是后備保護(hù)診斷。b)重合閘邏輯推理器:對重合閘是否正確動(dòng)作，選相以及重合閘的時(shí)間等進(jìn)行診斷。c)開關(guān)動(dòng)作性能分析推理器:診斷是否有開關(guān)誤跳、拒跳。4.5解釋部分將推理出的結(jié)果作出必要的解釋，為用戶學(xué)習(xí)維護(hù)提供方便。4.6 人機(jī)對話窗口用戶通過窗口查詢一、二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，也可以輸入因臨檢退出的一、二次設(shè)備。5.配電網(wǎng)故障處理專家系統(tǒng)配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的重要保證。隨著配電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，故障的復(fù)雜性和處理的難度都相應(yīng)增大，使得現(xiàn)代配電網(wǎng)運(yùn)行變得復(fù)

20、雜。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，配電網(wǎng)調(diào)度中心將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大量的報(bào)警信息，此時(shí)調(diào)度人員往往難于進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的故障判斷和處理，有時(shí)甚至為假報(bào)警或與問題無關(guān)的報(bào)警所迷惑，以致延誤時(shí)機(jī)或判斷處理失誤。因而，人們想到將專家系統(tǒng)應(yīng)用于配電網(wǎng)故障處理，用專家系統(tǒng)技術(shù)將調(diào)度員的調(diào)度經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)編成計(jì)算機(jī)軟件，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，用計(jì)算機(jī)來幫助工作人員判斷故障，并給出處理措施。5.1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)為了開發(fā)電力系統(tǒng)故障處理專家系統(tǒng)工具。首先，將配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫和故障處理知識(shí)庫分開，將配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫以外部數(shù)據(jù)庫的形式存放在磁盤上。其次，將故障處理知識(shí)分為一般知識(shí)和特殊知識(shí)。一般知識(shí)是指那些所有配電網(wǎng)都有的普

21、遍知識(shí)，如故障元件恢復(fù)供電等方面的知識(shí)。這部分知識(shí)相對穩(wěn)定，不隨具體配電網(wǎng)改變，因而以語句的形式固定于程序中。特殊知識(shí)是指那些個(gè)別配電網(wǎng)才有的具體知識(shí)，如過負(fù)荷檢測與處理方面的知識(shí)。這部分知識(shí)隨配電網(wǎng)的不同而不同，因而以文件的形式存放在磁盤上。該設(shè)計(jì)思想的提出，為故障處理專家系統(tǒng)工具的成功開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，為故障處理專家系統(tǒng)的推廣應(yīng)用和深入研究提供了可能。首先，由于配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫是以外部數(shù)據(jù)庫的形式存放在磁盤上的，因而可以實(shí)現(xiàn)在線修改配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫，使得故障處理專家系統(tǒng)能夠適應(yīng)運(yùn)行方式的變化。其次，由于故障處理知識(shí)分為一般知識(shí)和特殊知識(shí)，而一般知識(shí)又是所有配電網(wǎng)共有的，使得針對某一具體配電網(wǎng)

22、開發(fā)故障處理專家系統(tǒng)時(shí)，只需獲取和總結(jié)該配電網(wǎng)的特殊知識(shí)，無需搜集一般知識(shí)。再次，由于特殊知識(shí)是以文件的形式存放在磁盤上，使得故障處理專家系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在線修改知識(shí)庫。配電網(wǎng)故障處理專家系統(tǒng)工具的總體結(jié)構(gòu)如圖8所示，它包括五個(gè)部分:推理機(jī)、知識(shí)庫及其編輯器、配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫及其編輯器、故障信息獲取接口和人-機(jī)接口。(1)推理機(jī)推理機(jī)有兩個(gè)功能:推理和控制。推理是運(yùn)用已有的知識(shí)規(guī)則，以謀求新的結(jié)論。控制的作用是確定規(guī)則匹配的順序，同時(shí)當(dāng)規(guī)則匹配成功或失敗時(shí)，由控制來決定下一步的工作。(2)知識(shí)庫及其編輯器本工具的知識(shí)庫包括兩個(gè)部分:一般知識(shí)庫和特殊知識(shí)庫。知識(shí)庫編輯器是用于插入、修改和查詢特殊知識(shí)

23、的應(yīng)用軟件。圖8故障處理專家系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖(3)配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫及其編輯器配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫用于存放配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)信息及設(shè)備參數(shù)方面的數(shù)據(jù)，包括:發(fā)電廠和變電站的數(shù)據(jù)、輸電線路和聯(lián)絡(luò)變壓器的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以通過配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫編輯器進(jìn)行輸入、修改和查詢。(4)故障信息獲取接口故障信息獲取接口用于接收、識(shí)別故障信息，并用合適的形式將其存入內(nèi)部數(shù)據(jù)庫。該接口可以是離線的，也可以是在線的。(5)人-機(jī)接口人-機(jī)接口是人和計(jì)算機(jī)“交流”的通道，人可以通過它將信息輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)也可以通過它將信息顯示或打印出來。5.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本工具的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括以下三個(gè)部分:(1)配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫存放

24、的是有關(guān)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)信息和設(shè)備參數(shù)方面的數(shù)據(jù)，包括:變電站的數(shù)據(jù)、輸電線路和聯(lián)絡(luò)變壓器的數(shù)據(jù)。在正常運(yùn)行方式下，配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫是不變的。但是，在配電網(wǎng)改造和擴(kuò)建后，以及運(yùn)行方式發(fā)生變化后，配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫的內(nèi)容就需要修改。為了能夠靈活、方便地維護(hù)配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫，將配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫與知識(shí)庫分開，亦即與程序本體分開，并將其以外部數(shù)據(jù)庫的形式存放在磁盤上。當(dāng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，只需利用本工具提供的配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫編輯器對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改即可，無需修改源程序。同時(shí)，將配電網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫以外部數(shù)據(jù)庫的形式存放在磁盤上，不僅維護(hù)方便，而且可大大減少內(nèi)存占用。為了能夠方便地開發(fā)不同配電網(wǎng)的事故處理

25、專家系統(tǒng)，本工具提供了配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)知識(shí)的通用表示方法。該方法采用框架表示法，以電氣設(shè)備(包括開關(guān)、母線、線路、變壓器)為基本對象，電氣設(shè)備之間通過隔離開關(guān)相連接。兩個(gè)主要特點(diǎn)是:該表示方法改變了以母線為核心的傳統(tǒng)模式，而采用了以電氣設(shè)備為基本對象的思想，因而完全能表示任何主接線形式的發(fā)電廠和變電站。在該表示方法中母線、線路及聯(lián)絡(luò)變壓器所連接的電氣設(shè)備不一定都是開關(guān)，因而能表示母線、線路或聯(lián)絡(luò)變壓器不經(jīng)過開關(guān)直接與其它電氣設(shè)備相連的特殊情況。由此可見，該表示方法能表示任何特殊的接線形式，適用于各類配電網(wǎng)。(2)知識(shí)庫知識(shí)庫包括一般知識(shí)庫和特殊知識(shí)庫。由于一般知識(shí)主要是控制技術(shù)和人工智能的搜索技術(shù)，

26、專家經(jīng)驗(yàn)較少，因而，一般知識(shí)庫是作為程序體的一部分存在的，要想修改這部分知識(shí)只能修改源程序；而特殊知識(shí)都是專家經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，而且隨著配電網(wǎng)的不同而不同，需要經(jīng)常修改，因此，特殊知識(shí)庫以外部數(shù)據(jù)庫的形式存放在磁盤上。特殊知識(shí)可以利用知識(shí)庫編輯器進(jìn)行插入、查詢和修改。特殊知識(shí)是用產(chǎn)生式規(guī)則表示的，但它在特殊知識(shí)庫中卻沒有用IFTHEN的形式表示，而是用外部數(shù)據(jù)庫的項(xiàng)表示的。本工具提供兩條特殊知識(shí):過負(fù)荷相關(guān)支路和基于專家經(jīng)驗(yàn)的過負(fù)荷消除措施。過負(fù)荷相關(guān)支路是指由于某條支路停運(yùn)，造成其它支路過負(fù)荷，那么這些過負(fù)荷支路就叫做該停運(yùn)支路的過負(fù)荷相關(guān)支路。過負(fù)荷相關(guān)支路是針對某一具體配電網(wǎng)由專家或依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)提出的，它在特殊知識(shí)庫中的格式為:（1）relative-line(停運(yùn)支路，過負(fù)荷相關(guān)支路表)。其中“過負(fù)荷相關(guān)支路表”中存放的是當(dāng)relative-line項(xiàng)中的“停運(yùn)支路”發(fā)生停運(yùn)時(shí)可能導(dǎo)致過負(fù)荷的所有支路。基于專家經(jīng)驗(yàn)的過負(fù)荷消除措施是由專家或依據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)給出的過負(fù)荷消除措施，它在特殊知識(shí)庫中的格式為:（2）elim-overload(過負(fù)荷支路，送端廠站名稱，過負(fù)荷消除措施)。其中“過負(fù)荷消除措施”中存放的是當(dāng)elim-overload項(xiàng)中的“過負(fù)荷支路”過負(fù)荷而且送端廠站名相符時(shí)應(yīng)采取的措施。(3)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫，也叫內(nèi)部數(shù)據(jù)庫，是由一些事實(shí)組成的數(shù)據(jù)