用于电力系统电压及无功功率控制的专家系统.doc

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1、用于电力系统电压及无功功率控制的专家系统电力情报INFORMATIONONELECTRICPOWER用于电力系统电压及无功功率控制的专家系统摘要3199O系统的主要用途是辅助操作人员监测异常工作下的母线状态,选择最正确控系统母线电压保持在一定限度内来增进系统的稳定度.蕾文用PROLOG言编辑了专家系统的操作程序并用30个节点的系统寸该专家系统进行了模拟斫完得到T满意的结果.1J言计算机程序常配有很大的数据库,然而,由于数据库程序及初始结构需不断改良,实际应用中不采用这些程序.另一方面,人工智能技术,将整套计算机规那么结台起来,解决了改良程序及初始结构的问题.用于医务诊断及治疗,计算机系统配置及

2、查找故障;电子线路的分析和综台,计算机辅助控制系统的设计等等.目前,在电力系统中专家系统主要用于电力系统意外事故的流智能机等方面.专家系统在电力系统中的应用还处于早期阶段,还须进行更多的研究以便将这一新技术应用到实际中来,本文正是以此为宗旨报道了专家系统应用于电力系设备的应用,使触点断开时问更短,非周期分量的百分率更高.验中,IEc标准对这些情况没有作出什么要求,但须使制造厂和用户之间有一致的协议.因此,建议傲一些相应时间常数的附加试验.参考文献(5篇略)韩居华译自?IEEProceedl11墨s王增平校26统的新成果.电力情报变化会反映到数据库中;专家系统的数据取自数据库,因而能自动跟踪系统

3、工作条件的变化.本文仅论述了专家系统的研究方法,没有讨论数据库管理方面的内容.如果专家系统的任务是处理大型,复杂,相互关联的,尤其是非线性度不大的系统础上,研制了用于控制电压及无功功率的专家系统.所研制的专家系统可以识别系统运行工况,从知识库中选择适宜的痞息,检测出越限的母线,选择最正确控制措施,同时根据所选择的策略和系统约束来计算适当的控制操作并检查为防止大干扰所设定的无功功耗的预期恢复电压.借助于PROLOG语言.建立起有效的人一机对话关系.专家系统外壳(包括推理机和人一机通讯接口)集中了30条母线的电力系统中的知识,它在电力系统中的实验取得了令人满意的结果,专家系统外壳易于直用到大型电力

4、系统中.2专家系统专家系统实际上就是计算机程序,在其适用范围内具有专家的知识每个专家系统都有特定区域内的知识.并能解决相应的问题.因而专家系统又称作基于知识的系统.专家系统从它们的问题区域知识中寻找解决问题的途径,也从经验规那么中寻找方法.执行复杂的任务时,可将专家系统作为参谋.例如,在医疗诊断,设备的故障定位,测量数据的整理分析方面.就进行过这样的尝试.通常分三局部来研究专家系统.这三局部是;(1)知识库,(2)推理机,(3)用户接口.图1绘出专家系统结构的方框图.知识库.一】;i!I.一一I:外壳图1专家系统的方框图知识库由所应用区域的知识组成,这些知识包括关于区域的简单事实,描述区域中的

5、关系或现象的规那么,解决区域中的问题可采取的方式,启发和观点推理机依据库中的知识进行操作.用户接口在用户及系统之何起着通讯流畅的作用,其次也使用户能够观察到推理机解决问题的过程.为方便起见.将推理机及接口看作一个整体,并称其为专家系统外壳.簟II3知识库译文专家系统中,知识库由以下知识形成:(1)每个节点的电压的上,下限值.(2)每项控制措施的上,下限值.(3)每个负荷节点的无功功率的上,下艰值.(4)闻断控制措施的选择.一种控制措施,在发电机节点及所有其他的控制措施之间的灵敏度系数为零时,该节点对控制措施自身的灵敏度系数等于l.由于不能在不同的结椅下运行,不同的结构对应的灵敏度系数不相同,所

6、以灵敏度系数表必须包括各种不同结构的灵敏度系数.(6)每项控制措施的加权园予.(7)台理的系统运行结构范围内的无功功率控制及电压变化的灵敏度表.对于特定的电力系统,除去(5)和(7)所提到的灵敏度表,上述知识库很容易获中所有的知识以表及树的结构作为根本领实.4推理机一灵敏度树的应用推理机用于链接知识库中的事实及根本规那么下面将阐述研制专索系统的根本规那么及推理机的根本观点.为了便于分析节点电压与控制措施之间的关系,附录中重画的图6与前文的图2不代表特定的节点电压与所有的控制措施及其他母线电压的二次变分值之问总的荧系.树根代表受控节点的电压.每条树根通过分支与控制措施相连接,并在相应的分支制措施

7、对所有其他的负荷节点电压的作用.在次级结椅中,每项控制措施都通过次级分支与其他的节点电压相联结.次级分支上绘有控制措施及节点电压之间的灵敏度系数.对于无功功率分配的控制也可建立类似的树.在这些树中,每条负荷节点上绘出的度系数与无功功率分配及节点电压相对应.以灵敏度树为根底,对控翩电压及无功功率的专家系统的根本规那么与推理机进行了28语言编辑如下程序电力倚报图2灵敏度树1990(1)仕何节点电压波动将启动专家系统掏,并通过知识库中相关联的灵敏度系数表,确定电压控制及无功功率分配的灵敏度树.(3)通过监测器或输入/输出接口,读入每个节点上的当前电压值.(4)将前电压值与其上,下限进行比较,查出具有

8、异常电压的节点及其电压波动量.(5)对于每个节点上的电压波动值通过应用灵敏度稠顺序查找最有效(最大加权灵敏度)的控制措施,并计算消除电压波动所需进行的控制操作.(6)根据控制器的约束的观点检查所计算的控制操作,如果控制操作超出界限.剐以控制限制值决定控制操作.的电力系统是非线性系统,常采用公差处理的方法,列故障节点自J电压限值增加一定非线性误差的有效方式.(8)通过监测器上的输入/输出接口输出检索程序及所提出的控制操作.(9)根据选择的控制操作使用灵敏度树估计每个节点上的电压波动值,并重新计算实施控制操作后的母线电压.(10)重复进行(4)一(9)的操作,直到母线电压波动消除为止(11)对于大

9、干扰.很可能会出现电压控制措施全部采用后,依然无法克服节点电压波动的情况.此时.需采用无功功率分配的程序.无功功率分配的灵敏度树.(12)对系统的全部负荷节点都重复进行上述操作,直到所有母线电压都恢复到规定限值以内.为有敷.这是因为灵敏度樾的形成依据是;灵敏度最高的控铷器所具有的优先权也最高.所研制的推理机包括一系列的循环检索程序,这就是编辑专家系统程序时选择PROLOG语言的主要原因.PROLOG语言巽有很强的自动返回,建立图形,建立树干圈3绘出所研制的专家系统的详细结构35结果译文29应用修改正的IEEE3o个节点的电力该电力系统,附录I列出该系统的参数.以下是研究过程及结果.情况1:奢件

10、:系统完全联结.故障:26号节点电压为0.93972p.11.,比下11操作;(1)首先选择8号控制器,但由于8号控制器已达上限电压,故放弃该控制器指出需将该控制器由0增加到0.0989645.结果:使用3号控制器后,电压波动泊除,表1绘出电力潮流结果.Cr,lnm#B#*I一.一寻拽异常母缱选择井计算控制嚣I盐查控制器上.下觏.知I箱1接输出控莉磬卜一口I毳蔷磊箍觏凳瑟.一c毳醴鑫隅卜I妻察:彘悬雀垩璧.推理主机图3研割的专家系统配置图情提2条件:故障:操作:结景系统完全联结.12号节点电压高出上限电压0.00996p.u.将6号控制器由1.05降低到1.02.器由I.o91降低到1.06.

11、完成控制操作后,克服了电压波动.表1绘出控制操作前后的电力潮流结果情况3和情况4用于洌试专家系统自调整,以适应系统运行工况变化的能力30电力礴摄情况j:条件:系统完全联结.故障:23号,24号,26号节点的电压分别低于其下限0.01718,0.00555,0.00468.操作:首先选择3号控制器将其由0.O提高到它的上限值0.16.此外,将4号控制器由0.0提高到0.02.结果:完成操作后所有母线电压均恢复到允许限内.表I绘出其结果.情况4:条件:断开23号及24号节点之间的传输线.故障:23号节点的电压低于下限电压0.0230103p.u.操作:首先选择4号控制器.将4号控制器由0.02提高

12、到它的上限值0.18,由于电压波动结果:克服了电压波动结果列于表1中.从情况3和情况4的结果可以看出,当系统的运行结构发生变化时,专家系统选择不同的控制操作来处理同种电压波动问题.情况5:在此倒中,电力系统的运行最初处于正常状态,然后一条传输线断开,造成一些节点上的电压明显下降所以须用无功控制来恢复电压.开,引起几个节点上的电压太大下降,低于其下限电压.故障29号节点和3O号节点的电压分别低于下限电压0.O1987和0.07311P.u.操作:为恢复29号节点上的电压,专家系统指出须采取如下措l施:(1)由于其他节点电压的约束.8号挖制器需维持在1.04的原值上.(2)将l2号控制器由1.Ol

13、p.u.提高到1.052p.u.为恢复3O号节点上的电压,须采取如下措施:08号控制器维持在原值1.O43号控制器保持在0.16;2号控制器保持在0.0:4号控制器保持在0.02;t4控制器电压由1.07I提高刊【.071Jl0号控制器保持在1.045;l3号控器俅持在i.082;l_3译文6号控制器保持在1.0;7号控制器保持在1.07;11号控制器保持在1.o1;5号控制器保持在1.O5;9号控制器保持在1.06;30号节点的无功负荷起码降低o.02237.结果:表1中列出四种情况下的电力潮流.柽发生干扰前,电力系统运行正常,所有的电压均恢复正常状态.处理情况5的专家系统操作的监督记录见圈

14、5(略).该图表示出一个典型问题的解法和人一机通信.裹1五种情况下的电力潮渡结果母拽电压最侍1请况2侍况3情况4情冠5匣LI王匝I面后尉1I_目j叮L一一曩一正常故砰I?JlJi-D6lt*b】lIe45jIl略IC25O2402ldlD5LO1Ci5l0Ill,】lOl1lOLj0】O脖Jlj】l0j0Il0llj:O:Il05lj7010】811)JS:O昭IOe2i05ICOOb0343】们302CLOI】0jlO7Olan99a3】05l叫】10201I.014Q27lI32l.92lGO9926I:024D150口BJ.|100Io02】舶ID22q06lI瞄ICI1l10强】0】J

15、121,a9#23I0jIq3096lt.Ol9日29L0瑚50C5!CO051%09990.9G90jn,韶9a9:?电匪控制?号玉厦无控6结论电力情报19自O本文研制了用于电力系统电压控制及无功控制的专家系统.它具有以下主要特点:(1)输入/输出接口设备为电力系统提供了用户接口,(2)当系统操作结构变化时,专家系统能够自动调整并与系统新的运行结构耜适应;(3)专家系统既有电压控制又有无功控制,即使电力系统承受大干扰,专家系统也能将系统恢复到规定的限度内大为减少.进而使该专家系统更易于应用在大型电力系统上.一般说由于计算量的原因,优化技术很适合于离绞分析,与此相比,在简化灵敏线信息可用于充实知识库,优化技术与阈值法可相互补充.专家系统还有其他的优点.一般的程序仅向操作员指出所须进行的操作,并不指明只需建立知识库的情况,使用称作外壳的提问式系统将很适用于开发专家系统.本文所阐述的专家系统主要有以下三方面的实用价值:(1)使用输入/输出系统时,可将专家系统用作在线控制器;(2)用于辅助电力系统的电压控制及无功控制,也可用于训练操作员;(3)用于辅助系统设计.系统时,采用本文的灵敏度树的研究方法会更为有效.附录及参考文献(略)采保峰译常鲜戎校簟