摘要：智能配电网在运行的过程中，常常会出现相应的故障，所以，采用多层次调控方法具有重要的意义。配电系统是多变量、多故障的复杂系统，本文介绍了协同式专家系统结构，建立了模块化协同式专家系统模型，诊断变压器故实例证明能进行有效诊断，并且，提出了智能配电网多层次故障的解决措施。
关键词：智能配电网；多层次；故障；调控
配电变电站多种变量可能同时发生异常变化，某些异常变化可能由多种设备故障引起，一种设备也可能同时出现多种故障，而一种故障可以调用多种方法进行诊断。协同式专家系统可以克服单一专家系统的知识局限性。本文采用协同式专家系统多层次故障诊断方法。
1协同式专家系统结构
协同式专家系统(图1)的多个专家系统间可以互相通信，一个专家系统的输出可能成为另一个专家系统的输入，或反馈输入到自身或其先辈系统中，经过叠代求得某种“稳定”状态。
用户信息或数据流通过用户接口进入系统，知识接口实现知识表示、知识获取、知识组织等功能，领域专家通过知识接口完成知识的描述、知识库的存储和维护。综合模块负责系统内部各模块的管理和控制，协调各子系统的工作起着中心调度的作用;它使用的知识是系统控制识;综合模块与其它部分的联系是采用传送消息的方式。裁决模块负责各子系统在问题求解过程中的意见组合及冲突裁决。黑板系统提供了问题求解的空间，各子系统和综合模块都可利用黑板上的数据或知识。子系统提供任务知识源，由综合模块和裁决模块共同控制，消息交换是互相联络的手段，黑板系统是互相合作的空间。子系统一般具有独立的专业知识库和推理机(图2)。
2协同式专家系统知识组织
协同式专家系统的知识分为两级:系统级知识和子系统级知识。系统级知识主要用于管理和控制不同领域专家系统，称为系统控制知识;子系统级知识主要用于单一专家领域问题推理，称为领域知识。两类知识功能独立，便于知识组织。组织多个专家系统进行问题求解是协同式专家系统应解决的关键问题之一。黑板模块以黑板为中心，适时激活知识源进行推理，渐进式求解，具有结构清晰、条理分明、易于实现等优点，适合于求解复杂问题。
为了各子系统能更好地合作和简化实现手段，应用多级共享式黑板。黑板结构如图3所示。问题黑板用于装载系统求解的总问题;前提黑板用于装载问题求解的前提条件、环境条件等;过程黑板用于记录推理过程中各种中间结果和参数:结论黑板用于记录系统推理的结果。子系统黑板的结构与系统黑板结构相似。
在多级黑板中，某个子系统只能操作该子系统黑板，综合模块运用系统控制知识的调度进行多个子系统间的合作。
3变压器故障诊断实例
变压器协同式故障诊断专家系统分为四个子系统，如图4所示。主要包括气体色谱分析模块、外部检查模块、绝缘油特性试验模块和绝缘预防性检查试验模块等，它们互相独立又有一定联系。
当监测模块监测到故障征兆信息后，综合模块将各种故障征兆写在黑板的系统区域，作为诊断的基本证据。在综合模块控制知识源的指导下，根据故障征兆和故障领域的关系，选择领域专家，即选择对应的诊断子系统。然后，综合模块向相应的子系统发出诊断请求消息，启动子诊断推理过程。在多专家环境中，子系统的诊断推理不仅考虑存在的故障征兆，同时还考虑其它系统的推理结果，是一种共享数据的合作方式。每个子系统诊断推理的结论，以对故障的置信度的形式写到黑板的相应子系统黑板区域，其他子系统可以从该子系统黑板上获取所需的数据，作为推理的一种根据。当某个子系统完成推理过程后，该子系统向综合模块发送推理完成消息，结束推理过程。子系统还可以在结果中包含对下一步推理的建议，请求下一个推理系统，达到多专家联合求解问题。综合模块收集各子系统的推理结果，如果结论一致，则输出该结论;否则应用组合算法进行组合，得到最终结论。例:某变电站主变压器的测量数据见表1 -3。
（1）气体色谱分析结论:H2, C2H2和C1+C2含量均超过正常值。由特征气体分析可知:变压器固体绝缘受潮，发生高能量放电;将气体色谱数据输入已训练好的神经网络专家系统，可得结论:变压器发生高能量放电。
(2)外部检查结论:变压器内部异常。
(3)绝缘油特性试验结论:绝缘油性能良好，可继续使用。
(4)绝缘预防性试验结论:绝缘预防性试验异
常值流电阻异常久变压器内部焊接不良。
(5)综合模块分析结论:变压器内部异常，故障性质为高能量放电。
(6)人机界面给出诊断结论和建议:立即停机，进行内部检查。
实际情况:现场停机检查，变压器绕组匝间绝缘损伤，发生高能量放电，与诊断结论基本吻合。
4智能配电网多层次故障的预防措施
4.1完善电网调度自动化系统的安全性
在完善安全性、稳定性的过程中，要结合系统运行的实际情况，关键要保证系统数据的安全，制定安全保障措施，对于各个子系统来说，可采用隔离的措施来保护，如果有条件，对系统之间所传递的数据可采用单向数据的传递形式，使数据传输可靠、安全，对系统进行防护时，应设置访问的权限，通过对可疑者的访问限制，防止系统受到破坏。对于系统之间的数据传输，应采取加密措施，访问者要通过身份的验证，以此来确保操作者、访问人员的安全性。
4.2提升工作人员的综合素质和专业能力
对于维护人员，要严格检查他们的资质，以及专业水平，现有的职工要定期的培训，通过理论与实际的结合，丰富培训的内容，对故障点的进行准确的判断。此外，就管理方面而言，管理体系要完善，现场作业流程要全面的监督，在动态中，及时发现安全隐患，避免管理工作存在漏洞，同时，明确岗位的责任制，落实到不同岗位的工作人员，如果有事故产生，可追究个人责任，防止互相推卸责任，从而保障了系统运行的可靠性、安全性。
4.3为设备创造良好的运行环境
电网调度自动化系统在运行中，通过有效的管理，可保证其安全运行。主站是所有系统信息的集散地，我们可以此作为管理的切入点，对相关的规章制度要进一步完善，且结合自动化系统运行的实际情况，机房条件的变化，检测设备的运行状况，而且，做好记录。同时，机房要处于良好的环境中，闲杂人等，禁止入内，可建立单独的操作间，设备与人员隔离开。若条件允许，蓄电池要定期保养，给设备的运行创造良好的环境。
结语：
对于整个电网而言，智能配电网的可靠性、安全性直接影响整个电网系统的运行，所以，在平时调控中，要全面分析其影响因素，制定有针对性的有效措施，并不断改善。同时，工作人员的综合素质，以及专业水平也要进一步提升，系统设备的运行环境也要进行改善，从而对多层次故障进行有效调控。
参考文献：
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[3]龙光正雷英杰邢清华，分布协同式专家系统研究[J]，空军工程人学学报(自然科学版), 2003 (2).
论文作者:宋传凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/7/5
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