一种实用的调度操作票专家系统

摘要：该文介绍了一种以Visual C++为开发工具的基于数据库的电网调度操作票专家系统，该系统以电网的实时拓扑信息为基础，能根据调度操作任务的要求，通过智能推理自动开出操作任务票，具有良好的通用性和智能性，已在江苏省内多个县级调度所成功运行。

关键词：调度操作票 专家系统 数据库

在电力系统运行中，倒闸操作需要频繁进行以改变系统运行方式。电网调度操作票是调度员日常工作的主要内容之一，该项工作经验性强，难以建立精确的数学模型，需要熟练的专业知识和丰富的实际运行经验。传统的手工填写操作票, 调度员在编写操作票时难免会受到环境、时间、健康等因素的影响,不可避免地出现差错。因此，开操作票是一项繁杂费时、责任重大的的工作。

调度操作票系统利用计算机，采用专家系统技术，将电网操作规则和经验构成知识库，帮助调度员形成符合操作规程的操作序列。借助计算机由专家系统来开操作票，不但可以大大减轻运行人员的繁重负担，而且可以避免由于操作票的错误带来的操作事故。另外，还可以作为辅助性培训工具，提高运行人员的业务水平。

1 系统结构和功能

1.1 系统结构

操作票的技术基础是操作规程，它实际上是一种描述性文字，是该领域内大量知识与经验的描述，难以建立数学模型，而专家系统本身是一种弱求解方法，可运用于不便以数值方法定量分析解决的经验性、逻辑性强的问题，特别是以符号求解为核心的问题。因此将人工智能原理运用于调度操作票生成，是解决上述矛盾的有效手段。

另外，操作票中的具体操作项目与电网结构及系统运行有直接的关系。为了提高开票的效率和正确性，调度操作票系统必须与调度自动化系统有机地联系起来，这不但可以信息共享，还可以减轻用户对系统的维护工作量。

调度操作票管理系统，以调度操作知识库为核心，以调度自动化系统为数据支撑，其结构如图1所示。

该系统的程序主界面如图2所示。

1.2 系统功能

智能操作票系统具有以下功能：能根据当前电网的运行方式和操作目的进行推理，辅助调度员自动开票，并能够对开出的票进行安全校核，在此基础上生成规范合格的操作票。各功能模块如图3所示。

1.2.1 操作票生成功能

手动开票：用户根据自己的需求，选择操作目的、操作项目，单步生成操作票。

自动开票：用户确定操作目的和操作任务后，系统通过推理，自动生成正确的操作项目序列。

典型票出票：用户从典型票库中选取合适的典型票模板，生成操作票，并且提供多种典型票模板的生成、维护功能。

1.2.2 操作票管理功能

票编辑：操作票生成过程中，用户可以同步跟踪操作票的生成状况，操作票生成后，可进入票编辑、管理界面，供审查和校正。

票流程管理：按票管理流程，可进行操作票的预写、预发、发令、执行、终结、作废等各环节的归档管理。

票日常管理：系统能够按调度的日常管理要求，对生成的操作票进行显示、审查、存取、编号及打印。

1.2.3 系统维护功能

人员维护：操作人员的角色决定了其操作权限和开票类型，人员维护功能由系统管理员定义调度员及其角色，它不但可提高系统的安全性，还可方便操作票中有关信息的生成。

设备维护：调度操作票系统与调度自动化系统共享系统的图形建模功能，可减少系统的维护工作量。

典型票维护：系统具有典型票的创建、删除、修改等维护功能。

典型票模板的建立，既可单独进行，也可以从已执行的历史票中导出。

2 功能模块的设计

2.1 知识库

知识库由两部分组成: 设备库和规则库。设备库主要存放电气运行中各运行设备的相关信息。调度操作票系统与调度自动化系统共享系统的图形建模功能，因此设备库可自动生成。设备库分为厂站表、母线表、变压器表和线路表等。设备之间的拓扑连接关系由各表中相关字段来表示。规则库是存储开列操作票的操作经验知识,根据实际运行特点,可细分为变压器知识、线路知识和母线知识等。规则库以操作规则表的的形式来表现。操作规则表的设计如表1所示。

2.2 推理机

推理机模块是系统中最重要的部分,所有的部件都与它进行信息交换。它具有推理和控制两个功能。运用已有的知识和规则,推出新的结论，称为推理。确定规则是否匹配,以及当规则匹配或不匹配时来决定下一步做什么，称为控制。系统采用正向推理,采用深度优先搜索。当操作人员给出操作任务时,得到ruleID字段的值，将操作规则表中相应的记录取出并按order排序。然后，依次取出每条规则进行匹配。首先，取出order为0的记录，判断condition的条件是否满足。若不满足，则表明不能进行该项操作;若满足，则继续取下面的记录，并根据knownargList已知参数得到newargList新参数用于操作语句。然后，按order顺序依次取出以下各条记录。判断各条记录的condition条件是否成立;若成立，则根据该条记录的conclude字段，写出相应的操作语句;若不成立，则该条操作语句不写出。以"××线路由运行转为冷备用"为例,首先,根据ruleID找到规则表中共对应两条记录，首先取出order为0的记录,判断条件condition是否成立，即判断该线路是否处于运行状态，若不是，则不能进行该项操作;若是，得到用于操作语句的相关参数，并取出order为1的记录，判断条件condition总是成立的，则开出操作语句"将××线路由运行转为冷备用"。

3 结束语

系统数据模型设计先进、合理。系统的知识库能正确地表示调度人员的专业知识和运行经验，帮助用户正确生成各种类型的操作票，有效地防止了电网操作中的误操作，大大减少人为操作事故发生的可能性。

实用化程度高，系统根据调度操作票的特点，提供了多种操作票生成方法，并可将这些方法综合运用，大大提高系统出票的效率。

系统与调度自动化系统有机结合，不但可以实现信息共享，提高系统性能，还有效地减少了用户的维护工作量。

系统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，实现操作票的无纸化管理。

操作界面直观、清淅，方便易用。

系统具有良好的扩展能力和可维护性，可适应电网的不断发展。

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