在FD-PS中,由于各種保護(hù)的動(dòng)作邏輯,保護(hù)與斷路器之間的因果關(guān)系易于用模塊化的規(guī)則集表示,故不少ES采用產(chǎn)生式規(guī)則來描述知識(shí)[8,9]。文獻(xiàn)[8]則根據(jù)診斷的對(duì)象不同,將診斷規(guī)則知識(shí)庫(kù)分為兩類:一類屬于對(duì)保護(hù)和斷路器進(jìn)行評(píng)價(jià)的規(guī)則庫(kù);另一類則是輸電線、變壓器、母線診斷的知識(shí)庫(kù)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí),將事故信息與相應(yīng)的規(guī)則庫(kù)相匹配,得出故障結(jié)果?;诋a(chǎn)生式規(guī)則的知識(shí)表示結(jié)構(gòu)便于增加、刪除或修改一些規(guī)則。它適宜于表示因果關(guān)系的知識(shí),但難于描述電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性的知識(shí),且這種知識(shí)表達(dá)方式對(duì)層次性、繼承性知識(shí)的表達(dá)能力較差,降低了推理的效率。
基于框架理論表示法是將概念性和經(jīng)驗(yàn)性的知識(shí)事例、事件細(xì)節(jié),用類似框架的通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述的一種結(jié)構(gòu)化知識(shí)表達(dá)方式。由于電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)備之間存在各種拓?fù)潢P(guān)聯(lián)和電氣關(guān)聯(lián),宜于用框架結(jié)構(gòu)來描述[5~6,10~11]。文獻(xiàn)[10~11]通過線路框架表示廠站和廠站的連接關(guān)系,形成框架網(wǎng)絡(luò),將電網(wǎng)的整個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)知識(shí)清晰描述。框架可靈活的形成層次關(guān)系,繼承屬性使表達(dá)簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)化復(fù)雜的推理知識(shí),其缺點(diǎn)是不善于表達(dá)過程性的知識(shí)。
基于知識(shí)模型表示法[12,13]用“與,或”邏輯元代替?zhèn)鹘y(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)啟發(fā)式規(guī)則來表示各電力系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)在功能,各設(shè)備與各種輸入信息間的物理連接關(guān)系,構(gòu)造被診斷系統(tǒng)內(nèi)各種設(shè)備的知識(shí)邏輯模型。這種表達(dá)方式描述了對(duì)象的整個(gè)邏輯推理的過程,就相當(dāng)于過程式知識(shí)描述,不同處是根據(jù)信息的具體情況嵌入相應(yīng)的邏輯運(yùn)算,使整體概念和行為更清晰。文獻(xiàn)[12]是通過用“與,或”邏輯元表示斷路器與保護(hù)之間多重性關(guān)系,并將它們有序連接構(gòu)成所要診斷的電力系統(tǒng)“前向”邏輯電路模型。當(dāng)發(fā)生事故時(shí),根據(jù)所得到事故信息輸入電路模型,再由電路模型的輸出與實(shí)際斷路器的狀態(tài)相比較,最后給出診斷結(jié)果或相應(yīng)的診斷假設(shè)進(jìn)行進(jìn)一步的推理?;谥R(shí)模型表示法是將電力設(shè)備表示為等效的邏輯元件,它是局部的整體性,缺乏整個(gè)ES的通用性及層次性,并對(duì)診斷假設(shè)的驗(yàn)證推理增加了復(fù)雜性。
面向?qū)ο蟮闹R(shí)表達(dá)方法是隨著面向?qū)ο蠹夹g(shù)和語(yǔ)言而推出的。將研究問題抽象為類,將類實(shí)例化為對(duì)象,通過采用繼承和封裝技術(shù),減少了知識(shí)表達(dá)的冗余性和易于知識(shí)庫(kù)修改[14~16]。文獻(xiàn)[15]通過分析被診斷系統(tǒng)每個(gè)組成設(shè)備的屬性,用不同層次類來描述相應(yīng)的電網(wǎng)組成設(shè)備,并由對(duì)象的實(shí)體來描述整個(gè)電網(wǎng)在故障情況下它們的動(dòng)態(tài)可能行為。在此基礎(chǔ)上將推理機(jī)的診斷過程用面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行處理。這種知識(shí)表示方法在本質(zhì)上與框架式表示法沒有質(zhì)的區(qū)別,但由于面向?qū)ο蠹夹g(shù)和語(yǔ)言的發(fā)展而賦予新的定義,使其在表達(dá)方式上更簡(jiǎn)潔、清晰。同時(shí)將框架理論的優(yōu)點(diǎn)更充分的發(fā)揮,特別是對(duì)邏輯推理過程的適應(yīng)能力增強(qiáng)。
在電力系統(tǒng)故障診斷的ES中,常用的推理機(jī)制可以劃歸為正向推理、反向推理、正反向混合推理三種基礎(chǔ)推理結(jié)構(gòu)。
文獻(xiàn)[17]輸電線路故障診斷中采用正向推理。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),跳閘的斷路器和動(dòng)作的保護(hù)信息作為驅(qū)動(dòng)輸入,按照知識(shí)指導(dǎo)的推理策略調(diào)動(dòng)知識(shí)庫(kù)在相關(guān)空間中規(guī)則,搜索求得故障診斷的結(jié)果(由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)信息、斷路器狀態(tài)、斷路器與保護(hù)裝置的連接和保護(hù)系統(tǒng)的屬性等組成)。當(dāng)規(guī)則的條件部分與診斷輸入信息相匹配,就將該規(guī)則作為可用規(guī)則放入候選隊(duì)列中,再通過沖突消解,將其作為進(jìn)一步推理的證據(jù)直至得到診斷結(jié)果。
反向推理首先提出假設(shè),然后尋找支持該假設(shè)的證據(jù),若所需證據(jù)都能夠找到,則表明該假設(shè)成立,反之假設(shè)不成立[7]。這種推理方法極少單獨(dú)在FD-PS中使用,而是與前向推理相結(jié)合,用于構(gòu)造正反向混合推理[18~20]。文獻(xiàn)[18]中對(duì)輸電線和配電網(wǎng)報(bào)警處理和故障診斷ES的推理機(jī)是采用基于正反向混合推理機(jī)結(jié)構(gòu),首先根據(jù)跳閘斷路器的保護(hù)信息進(jìn)行初步推理,得到故障設(shè)備的假設(shè)。根據(jù)所得假設(shè),再用斷路器和保護(hù)設(shè)備之間的邏輯規(guī)則進(jìn)行反向推理,驗(yàn)證假設(shè)的故障設(shè)備的正確性,有效的縮小查找故障范圍。
綜上所述,基于ES技術(shù)的電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的研究已有近20年的歷史。隨著計(jì)算機(jī)和語(yǔ)言技術(shù)、智能技術(shù)的發(fā)展,使知識(shí)表達(dá)形式和結(jié)構(gòu)也隨之有所相應(yīng)的變化,在知識(shí)獲取和構(gòu)造方面有很多的改進(jìn),其發(fā)展的趨勢(shì)是力圖使知識(shí)獲取、知識(shí)表達(dá)工作簡(jiǎn)化,進(jìn)而使故障診斷的推理效率得到提高。但ES基于知識(shí)實(shí)現(xiàn)故障診斷的推理邏輯過程原理是不變的,因此,在實(shí)際應(yīng)用中的某些缺陷仍不能忽視。
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