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用人工智能算法实现电力系统结线分析_耿新民 第25卷 2005年12月 ?? 计算机应用 ComputerApplications ?? Vo.l25Dec.2005 文章编号:1001-9081(2005)12Z-0278-02 用人工智能算法实现电力系统结线分析 耿新民,陈仕兵 (上海电力学院计算机系,上海200433) (chenshibing@) 摘??要:提出了一种可用于电力系统结线分析的基于产生式系统的人工智能算法。该方法以由元件和开关的关系所建立的数据信息和规则为基础,利用元件所包含的信息,用规则来控制信息的流动,根据人工智能的工作原理,运用产生式规则来确定电力系统结线分析的网络结线。通过对一个电力系统模型的分析,表明该方法的可行性及有效性。 关键词:人工智能;规则;结线分析中图分类号:TP18????文献标识码:A 0??电力系统结线分析中的基本概念 我们将电力系统结线中的开关、输电线、变压器、发电机及负荷等的端点称为元件。通过闭合开关连接在一起的元件集合称为结点。输电线或变压器称为支路。通过支路连接在一起的结点集合称为子系统。 因此,结线分析时,基本单元划分为元件、开关和支路三类。 电力系统结线分析分为两个基本步骤:第一步是变电站的结线分析,任务是分析每个变电站所属的元件由闭合开关联接成多少个结点。第二步是系统的结线分析,它分析整个系统的结点由支路联接成多少个子系统。在数学上,我们可以将系统的结线分析中的结点看成为变电站的结线分析中的元件,将系统的结线分析中的支路看成为变电站的结线分析中的开关,因此,变电站的结线分析问题与系统的结线分析问题是相同的。 电力调度系统调度运行时,网络中开关的状态可能经常发生变化,这可能是切除或投入发电机、负荷、电容器造成母线分裂或合并、支路断开,可能造成电网的开环、合环、解列或并列等。电力系统的结线分析就是实时处理这些开关状态的变化,自动划分发电厂、变电站的计算用元件数,形成新的网络结线,给有关的应用程序提供新的结线方式下的信息与数据。 分层规划方法是将规则分为不同层次的方法,根据规则的不同层次(也称优先级别)来选择规则对数据库进行操作。 2??电力系统的人工智能分析 在此,我们引入了多级规则,由不同级别的规则来控制系统的运行,系统的状态由元件中所包含的信息来反映。规则共分为三类: (1)突发性规则:其优先级最高,但只触发一次。当系统运行中有某开关状态由闭合转为断开时,触发此规则;当其发生后,分别向该开关两端的元件发送一个数字即为开关号,但两者的符号相反。 (2)一般性规则:优先级居中,当两元件之间有一个闭合开关时,该规则存在。当两端元件所包含的信息不同时,该规则被触发;发生后,两端元件所包含的信息完全相同。 (3)合并规则:优先级最低,该规则依赖于元件而存在。当上述两种规则均不被激发时,且某元件中包含有数字相同、符号相反的信息时,该规则被触发;发生后,将从元件中去掉数字相同、符号相反的信息。 同时,我们将系统运行中的操作与总数据库中的规则对应起来: (1)某开关由断开到闭合与添加一个一般性规则相对应,并同时删除开关断开时所对应的突发性规则。 (2)某开关由闭合到断开与添加一个触发性规则相对应,并同时去掉开关闭合时所对应的一般性规则。 下面结合图1来说明人工智能系统的组成和工作原理:在图1中, !?代表元件, #?代表开关,图中共有元件3个:元件1、元件2和元件3。开关2个:开关1和开关2。其中开关1闭合,开关2断开(可理解为由闭合转为断开) 。 1??人工智能的基本概念 在本文中,我们用产生式系统作为人工智能系统的结构, 一个产生式系统包括三个基本要素:数据库、规则和控制策略。 (1)数据库是产生式系统所使用的主要数据结构,它用来表述问题状态或有关事实。 (2)规则的一般形式为:条件??行动。其中左半部分确定了该规则可应用的先决条件,右半部分描述了应用该规则所采取的行动或得出的结论。一条规则满足了应用的先决条件之后,就可对数据库进行操作,使其发生变化。 (3)控制策略是规则的解释程序,它规定了如何选择一条可应用的规则对数据库进行操作。 图1??元件、开关组合示意图 在上面的情况下,有突发性规则2(编号由开关号2确定),一般性规则1(编号由开关号1确定),合并规则3个,分 别为合并规则1、合并规则2、合并规则3,规则的编号由元件号确定。元件的初始信息均为null(空)。