電力系統繼電保護設計專家系統的模糊知識分析

付強

摘 要：在電力系統的繼電保護中，需要借助很多的設計知識，如設計規則和手冊等，通過對產品設計的樣本進行分析的基礎上，總結出設計經驗。然而，在很多設計手冊中，其知識比較分散，在設計規則方面具有不確定性。本文提出了使用在繼電保護的智能設計系統的模糊處理方法，能夠對推理的局限性進行分析，使模糊推理更加得精確，設計專家系統，促進電力系統繼電保護的進行。

關鍵詞：繼電保護；只能設計；專家系統；模糊推理

現在，隨著科學技術的發展，信息技術在人們的生活中普及，應用于生活和生產的方方面面，各行各業都需要進行信息化的處理，計算機技術被應用于信息的處理中，計算機能夠實現對不同信息的儲存，能夠提高信息處理的效率，而且確保數據的安全性。我國的電力系統行業實現了一定程度的發展，但是，在繼電保護設計和管理方面還是存在著信息落后的問題，數據不能進行完整的儲存，而且信息的可靠性比較差，所以，要運用計算機技術實現繼電保護的設計，建立專家系統，處理較為模糊的知識。

1 電力系統繼電保護設計中的推理方式

在進行繼電保護的設計中，要對系統的一次結構和參數進行調整，在這個過程中，首先要將系統進行初始化處理，然后設計人員要通過對以往經驗的分析，從而能夠對系統進行配置，在此基礎上，選擇繼電保護的方式，選擇設備的型號，然后通過整定計算的方法，將施工的圖表繪制出來。所以，在電力系統繼電保護的設計中，要實現初始狀態和終止狀態的連接，要確保二者能夠相互轉化。分析在初始狀態下，X是一個已知的集合，其條件都是具體化的，終止的狀態為Y，也是能夠滿足各類要求的集合。在不同的設計階段應該完成不同的目標，所以，在初始狀態和終止狀態轉化的過程中應該設計規則和方法，借助國內股市計算集合的特征。

電力系統的繼電保護的設計其實一個邏輯推理的過程，在推理時一般采用正向推理的方法，然后分析設計的屬性，因為在不同的階段，在設計中要受到不同的因素的干擾，所以，設計的因素通常都具有隨機性特點。因此，運用模糊集的相關理論是不能精確地推理出結論的，只是一種可能性的推理方法。在繼電保護的設計中，主要是對事實和規則的可能性進行分析，要確保智能系統能夠按照要求工作，就要運用模糊的還是，建立精確的算法。

2 模糊事實的表達

在對繼電保護進行設計時，經常會對參數進行確定，這些要依靠操作人員的判斷，對模糊的事實進行解析，使用模糊推理的方法。在對發電機的容量進行分析時，這時就要運用數值的方法來表示，數值要具有精確性，在不能確定數值的情況下，就需要考慮到使用模糊語言來表達，從而完善繼電保護的設計方案。在運用模糊語言的時候，每個詞匯都可以構成一個獨立的元素，將相似的元素整合在一起就能夠構成一個模糊的語言集合，其能夠在整個區間進行分析。在設計參量的過程中，都是要找準具體的數值的，而且一個數值可能在不同的元素中出現，在對發電機的容量進行分析時，如果其容量為50MW，那么，其可以歸納在小型機組中，也可以分類在中型機組中。而且，每個元素也可以根據不同的條件進行量化，這樣就將一個準確的數值直接轉化成了模糊的語言。

假設P是一個參量的集合，X是其中的一個變量，在P中就尅設計模糊語言的元素，形成的元素及能夠對事實進行模糊的表達，也可以在計算機上實現模糊語言的表達，可以運用區間的形式分析，在0到1的區間上，運用一個實際的數值來分析命題的真實性，這個數值就具有一定的可信度，然后再運用模糊語言來表達，用CF表示，如果CF=1，那么，其所描述的事實就是完全真實的，如果CF=0，那么所描述的事實就存在虛假。這樣就能夠采用量化的形式將模糊語言的程度進行分析，在運用計算機進行模糊信息表達的過程中，最主要的是實現在P中的每個具體的數值中都能夠找到相應的元素，這樣就能夠繪制出可信度的圖線。發電機容量的規模隸屬關系如圖1所示。

從圖1可以分析出，在每條曲線上都能夠找出一個明確的數值，在各個曲線的交叉部分會出現模糊的問題，當s=50MW的時候，就會出現模糊事實。模糊事實是否是可信的會對決策的結果產生重要的制約，用這種方法能夠使設計人員找到模糊的界限。

在相關的事實的基礎上，設計一個量化的符號作為模糊語言，但是不能直接用數值的方法描述，例如，在對發電機失磁運行進行描述時，說“發電機不能在失磁的情況下運行”，其構成了一個語句，其能夠對一個既定的事實進行分析，但是，在這個確定的語句中加入一個模糊的語言后，這個事實就具有了一定的模糊性特點，例如在這個語句中加入“通常情況下”這個模糊語言，其可信程度就會下降。

3 模糊設計的規則表示

在對繼電保護的設計進行分析時，要總結一定的規則，例如在“100MW下不能夠使用失磁運行的發電機”，如果使用了半導體的勵磁后，就應該使用專門的失磁保護，在不同的情況下，應該運用宜裝設專用失磁保護和應裝設專用的失磁保護。在不同的情況下，使用的失磁保護的裝置是不同的，所以，在規則的使用中也盡量能夠突出這些限定詞的特點。

在0到1的區間上設計一個集合，分析語句的可信度，將模糊語言作為變量在區間內取值，然后分析設計人員不能夠確定的語句，給所有的語句都設計固定的數值，在0到1的區間上賦值，這樣就能夠確定一個整體的語句中的可信度。

4 模糊規則沖突集的處理方法

在模糊的推理方法中，可以設計沖突及，這樣能夠通過對一些語句的沖突性的分析，分析語句是否是可靠的，將不同的規則進行匹配，然后不同的可信度，將可信度大的規則與可信度小的規則進行分類，建立兩個不同的沖突集，這樣就能夠減少運算的次數，將可信度記錄到數據庫中。

在新的匹配規則形成后，要儲存在數據庫中，這樣當新的規則與原有的規則發生沖突的時候，就可以對兩條規則的語句進行檢查，從而發現問題。

5 電力系統繼電保護專家系統的分析與實現

5.1 軟件的功能設計

（1）核心業務流程

電力系統繼電保護專家系統首先要實現故障的錄入，對設備的生產年限等進行查詢，然后對故障進行匹配，如果能夠設備的類型和故障匹配在一起，那么就可以將資料打印出來。

（2）軟件的功能組成

電力系統繼電保護專家管理系統主要具有信息的管理功能、信息的維護功能，查詢功能、權限設置功能等。

5.2 故障的維護

（1）功能分析

這項功能能夠對電力系統中出現的一個局部的故障進行維護，能夠對故障電力系統的基本信息進行分析，然后對電力系統的故障進行分類，對故障的主題進行分析，然后提出故障的解決方案，然后對故障解決的資料進行儲存。

（2）功能方法

功能實現的方法主要是通過增加故障解決的方法來實現的，能夠對故障進行更加全面地了解，通過為故障資料的完善和修改，通過對錯誤信息的刪除，將故障電力系統的參數等進行查詢。

5.3 維修技術的講座分析

在這項技術中，能夠夠對電力系統故障進行分類，將電力系統故障分成四個級別，分別是發動機、變速器、電力系統、操作系統，對這幾個部分分別進行自動化的檢測，從而能夠分析電力系統故障的主要原因，然后進行維修資料的調整，對維修資料進行拓展，能夠在一定程度上能夠將維修資料制定的更加完善。

5.4 技術資料的管理

在對技術資料進行管理的過程中，要對技術資料進行分類，然后對那些已經整理過程的技術資料進行登記，然后分析技術資料在更新的過程中作出的變更，然后增加技術資料的分類，同一個技術資料可能有很多不同的類別，所以，也可以在分類的基礎上，對技術資料的內容進行拓展。

5.5 配件的價格管理

在對配件的價格進行管理的時候，需要對配件的信息進行完善，配件的信息主要有型號、價格等，而且一個配件可以在不同的電力系統上使用。通過增加配件信息的方法，使配件信息得以完善，運用型號和編號的查詢，實現配件的組合查詢。

5.6 工具維修供應商的管理

在對工具維修供應商進行管理的時候，要明確供應商的名稱和地址等，明確供應商可以對哪些工具進行維修，有時候一個供應商可以維修不同的工具，提高維修的效率。

5.7 工具買進

在這項功能中，要對工具買進的時間和價格進行登記，確保能夠對工具買進的情況進行查詢，通過完善供貨者的信息，從而確保買進的工具能夠得到良好的售服務。

6 結語

在電力系統繼電保護的過程中，當遇到一些不確定的因素時，可以采用模糊推理的方法，在具體的實施過程中，可以采用建立專家系統的方法。

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