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电力变压器故障诊断专家系统的研究现状

排列3 www.jeimw.cn 专家系统在电力系统中的应用始于 70 年代后期,诱因是电力系统虽经 多年的研究已具备解决大量问题的数学模型和数值算法,但尚有不少问题难 以建立数学模型,只能靠专家经验来求解 [2] 。这给擅长非数值计算问题求解 的专家系统提供了很大的应用空间 [3] 。目前专家系统在电力系统中的应用领 域非常广阔,在规划、设计、分析、控制、仿真、培训以及故障诊断等等多 方面取得了很多应用成果 [4] 。变压器由于在电力系统中的特殊地位,国内外 利用多种人工智能技术在变压器故障诊断专家系统的研究和开发上做了大 量的工作 [5] 。 国内开发变压器故障诊断专家系统开始于 80 年代末 90 年代初,主要是 理论研究和设想,并且大多数集中在对油中气体色谱结果的分析上,生成的 程序比较简单,只有极少数形成了实用的专家系统 [6] 。在这少数的实用专家 系统中,或是考虑的范围十分有限,或是系统结构不健全,逻辑结构过于简 单,不具备自我更新的能力,不能满足现场诊断的要求 [7] 。

电力变压器故障诊断专家系统的研究与实现将完成对故障诊断专家系 统各部分的研究以及模拟人类领域专家对变压器故障的诊断,主要涉及以下 理论的研究:⑴ 专家系统结构 专家系统与传统的计算机程序系统有着完全不同的体系结构。通常它由 知识库、推理机、综合数据库、知识获取机制、解释机制和人机接口等几个 基本的、独立的部分所组成,其中尤以知识库与推理机相互分离而别具特色。 专家系统的体系结构随专家系统的类型、功能和规模的不同,而有所差异。 ⑵ 知识的表示 知识表示和处理是专家系统的基本问题,不确定性知识的表示和处理一 直是专家系统研究的热点。 ⑶ 知识的获取 随着专家系统的发展,知识获取已成为建造专家系统的“瓶颈”,因此 研究专家知识的获取方法有很大的价值。 ⑷ 推理机制 用以控制推理过程。推理机是与问题领域相独立的部分,当其配合不同 的知识库运作时,可解決不同的问题。 ⑸ 解释程序 解释机制用于对求解过程作出说明,并回答用户的提问。 ⑹ 人机接口 人机接口是使用者与专家系统的接口,输入和输出有关问题的信息,如 对问题的描述和要求等。 1.3.2 应用研究 由于电力变压器故障诊断专家系统是一个实际系统,因此在上述理论研 究的基础上,还将涉及如下几方面的应用研究: ⑴ 系统的方案设计。包括变压器故障诊断专家系统的总体设计和平台 的规划。 ⑵ 对故障诊断型专家系统的知识表示。研究框架结构的知识表示方法, 使专家系统的功能和知识库能由用户不停地更新与扩充,以达到在应用中不 断完善其功能,提高其性能的目的。其中框架结构是一种描述范围较广、存 放描述信息较多的知识表示法。因为人们头脑中的经验知识往往是用数据结 构的形式存放的??蚣鼙硎痉ㄊ且桓龇植愦蔚慕峁?。相关框架的继承与嵌套 组成一个框架系统。它可以把某种行为、概念、观点及事物间的因果关系表示出来,当事物与原来的不一致时,也可以很容易的进行修改??蚣苤涞?连接表现了互相协调共同描述事物的全过程,也可以描述更复杂的问题。 ⑶ 建立混合逻辑推理机制。在专家系统中不确定性的使用几乎是不可 避免的,也是及其重要的。事物的不确定性,主要的一个原因就是模糊性。 对于模糊性要应用到建立在模糊集合论基础上的方法。模糊集合论通过引进 隶属函数来定量的表示事物的模糊性。 ⑷ 实现变压器故障诊断专家系统。从模拟人类专家思维方式和人类思 维的普遍形式出发,对于专家系统的工作方式作了大量研究,以使其智能水 平进一步接近人类专家。收集大量变压器故障原始数据,并将其归类作为专 家的经验和知识库中的案例。利用 VB.net 作为开发环境,后台数据库用 Access。

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