数字化变电站中闭锁逻辑自动生成专家系统

摘要

IEC61850标准的颁布及相关技术的成熟促进了数字化变电站的发展。随着智能电网的发展,作为数字化变电站的高级阶段:智能变电站也获得了广泛的关注。对于智能变电站而言,基于IEC61850的统一信息模型开发诸多高级应用显得极为重要。电气误操作事故是电力系统频发性事故之一,能造成设备损坏、大面积停电和人身伤亡等重大事故。变电站防误操作系统为减少误操作起了非常重要的作用。而现阶段防误操作系统中的闭锁逻辑依旧依赖人工完成编制、校核以及输入等操作,不但工作量大,而且容易发生错误。变电站一次拓扑与闭锁逻辑之间的关系是一种相对确定的、稳定的关系。专家系统是应用人工智能技术和计算机技术,模拟人类专家的决策,以解决那些需要人类专家处理的复杂问题。变电站一次回路拓扑与闭锁逻辑之间的关系可以抽象成专家系统的领域规则,从而可以实现闭锁逻辑自动生成专家系统的研发。IEC61850-6中定义了基于XML的变电站配置描述语言(SCL,Substation Configuration description Language),其中的变电站配置描述文件(SCD,Substation Configuration Description)保证了变电站高级应用信息的标准性、完整性和一致性。本论文通过Berkeley DB XML实现对SCD文件的解析以获取变电站一次拓扑信息,并用CLIPS开发工具实现专家系统的设计。该专家系统知识的获取来源于无锡供电公司和思源电气的领域专家,本论文归纳总结了专家知识,并采用面向对象的知识表示方法实现知识的表示。其中,系统规则库的领域规则包括初始化、拓扑分析、闭锁逻辑生成、闭锁逻辑输出等子块。通过采用自定义模块技术,规则库实现了控制规则与领域规则分离,便于软件的维护。通过运用变电站配置描述文件可以开发大量高级应用,提高数字化变电站的自动化程度。本论文以闭锁逻辑自动生成专家系统为例,阐述了上述想法的可行性。

目录

摘要

ABSTRACT

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第一章 绪论

1.1 数字化变电站简介

1.2 专家系统的发展及研究现状

1.3 闭锁逻辑自动生成专家系统开发的重要意义

1.4 闭锁逻辑自动生成专家系统可行性分析

1.5 全文结构

第二章 变电站防误操作系统概述

2.1 变电站倒闸操作简介

2.2 闭锁逻辑

2.2.1 断路器的闭锁逻辑

2.2.2 隔离开关的闭锁逻辑

2.2.3 接地装置的闭锁逻辑

2.3 本章小结

第三章 基于IEC61850 的变电站配置描述语言

3.1 IEC 61850 简介

3.1.1 IEC 61850 的主要内容

3.1.2 IEC 61850 的关键技术

3.1.3 IEC 61850 的主要优点

3.2 变电站配置描述语言SCL

3.2.1 XML简介

3.2.2 XML模式语言

3.2.3 基于XML的变电站配置语言

3.2.4 SCL文件介绍

3.3 本章小结

第四章 基于XML数据库的变电站配置信息存取方法

4.1 变电站配置文件的生成

4.2 XML解析器

4.3 BDB XML介绍

4.3.1 构造XML开发环境

4.3.2 BDB XML概述

4.4 基于BDB XML的SCD文件解析

4.4.1 构造解析环境

4.4.2 变电站拓扑信息的获取

4.5 本章小结

第五章 闭锁逻辑自动生成专家系统

5.1 专家系统

5.1.1 知识的表示

5.1.2 知识的推理

5.2 专家系统的开发工具CLIPS

5.2.1 CLIPS语法分析

5.2.2 Rete模式匹配算法

5.3 规则库的设计

5.3.1 面向对象的变电站拓扑知识表示

5.3.2 规则库的结构

5.4 本章小结

第六章 系统的结构与测试

6.1 系统的结构

6.2 系统的配置环境

6.2.1 CLIPS动态链接库的调用

6.3 系统的测试

6.4 本章小结

第七章 全文总结

7.1 本文研究所取得的成果

7.2 课题展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表和科研成果情况