面向交-直流智能变电站运维专家系统的可扩展建模及其规则和隔离策略

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2018.09.010

摘要/Abstract

摘要： 为实现基于语义网的面向交-直流智能变电站运维专家系统的可扩展建模，介绍了语义网的基本概念与功能，基于C语言集成产生式系统(CLIPS)平台建立了智能变电站运维专家系统模型，以及包括专家系统交-直流稳控层、开关智能与电压合并单元层、电压合并单元层和开关智能单元层的多层规则及隔离策略，实现了从交流变电站内监控到系统稳控的立体化辅助决策.同时，以某500 kV智能变电站为例，对所建变电站运维专家系统模型及其可扩展性进行说明，并验证所提运维专家系统规则与隔离策略的有效性.结果表明：基于语义网的变电站运维专家系统知识库结构更加紧凑，从而提高了知识库中不同概念之间的逻辑性和统一性；所建规则与故障隔离策略提高了运维专家系统知识库的可扩展性和实用性.

关键词: 智能变电站, 运维专家系统, 规则, 隔离策略, 语义网

Abstract: In order to realize the modeling of the C language integrated production system (CLIPS) expert system, this paper analyzes the basic conception and function of semantic web. The strategies and rules of the expert system for smart breaker unit and voltage unit, voltage unit, smart breaker unit and hybrid AC-DC stability control unit are devised. By adding the semantic web conception to the structure, the expert system knowledge-base is more systematic and it does help to improve the logic and uniformity among different concepts of the knowledge-base. The final goal is to improve the expansibility of the expert system knowledge-base and improve the reuse rate of the rules in expert system rule-base.

Key words: intelligent substation, operating and maintain expert system, rules, isolation schemes, semantic web

中图分类号:

TM 721

宋杰1，周健1，鲍伟1，黄文焘2，高翔3. 面向交-直流智能变电站运维专家系统的可扩展建模及其规则和隔离策略[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(9): 1072-1080.

SONG Jie,ZHOU Jian,BAO Wei,HUANG Wentao,GAO Xiang. Expansible Modeling and Applied Strategies Based on Semantic Web for Expert System of AC-DC Intelligent Substation[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2018, 52(9): 1072-1080.

参考文献

［1］刘伟, 李江林, 杨恢宏, 等. 智能变电站告警与辅助决策系统的实现［J］. 电力系统保护与控制, 2011, 39(15): 146-150. LIU Wei, LI Jianglin, YANG Huihong, et al. Implementation of intelligent alarm and AMD system in the smart substation［J］. Power System Protection and Control, 2011, 39(15): 146-150. ［2］赵俊瑞, 王占山, 王继东, 等. 微网故障特性分析及保护方法［J］. 上海交通大学学报, 2015, 49(6): 913-922. ZHAO Junrui, WANG Zhanshan, WANG Jidong, et al. Fault characteristics of microgrid and protection strategies［J］. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2015, 49(6): 913-922. ［3］谷月雁, 司刚, 刘清瑞. 智能变电站中顺序控制的功能分析与实现［J］. 电气技术, 2011(1): 58-62. GU Yueyan, SI Gang, LIU Qingrui. Functional ana-lysis and realization of sequential control in smart substations［J］. Electrical Engineering, 2011(1): 58-62. ［4］肖湘宁. 新一代电网中多源多变换复杂交直流系统的基础问题［J］. 电工技术学报, 2015, 30(15): 1-14. XIAO Xiangning. Basic problems of the new complex AC-DC power grid with multiple energy resources and multiple conversions［J］. Transactions of China Electrotechnical Society, 2015, 30(15): 1-14. ［5］姬书军, 朱学科, 李淮海. 变电站智能告警专家系统研究［J］. 华东电力, 2011, 39(5): 773-775. JI Shujun, ZHU Xueke, LI Huaihai. Research on the intelligent alarm expert system of substation［J］. East China Electric Power, 2011, 39(5): 773-775. ［6］李跃军. 智能变电站二次设备状态评估模型及其应用的研究［D］. 北京: 华北电力大学电气与电子工程学院, 2015. LI Yuejun. Research on condition-based evaluation model and application of secondary equipment in intelligent substation［D］. Beijing: School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, 2015. ［7］刘炎禄, 俞勇. 面向语义Web的知识表示框架［J］. 上海交通大学学报, 2002, 36(9): 1309-1311. LIU Yanlu, YU Yong. Knowledge representation on semantic web［J］. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2002, 36(9): 1309-1311. ［8］黄彦浩, 周孝信. 基于本体理论的智能电网广义数据管理模型［J］. 电力系统自动化, 2014, 38(9): 114-118. HUANG Yanhao, ZHOU Xiaoxin. Generalized data management model of smart grid based on ontology theory［J］. Automation of Electric Power Systems, 2014, 38(9): 114-118. ［9］STUDER R, BENJAMINS V R, FENSEL D. Knowledge engineering: Principles and methods［J］. Data & Knowledge Engineering, 1998, 25(1/2): 161-197. ［10］李洁, 丁颖. 语义网关键技术概述［J］. 计算机工程与设计, 2007, 28(8): 1831-1833. LI Jie, DING Ying. Survey of sematic web key techniques［J］. Computer Engineering and Design, 2007, 28(8): 1831-1833. ［11］陈谷川, 陈豫. 语义网知识组织系统的研究与构架［J］. 现代图书情报技术, 2006(4): 24-28. CHEN Guchuan, CHEN Yu. Research and architecture of semantic web knowledge organization system［J］. New Technology of Library and Information Service, 2006(4): 24-28. ［12］肖杭, 张秀彬. 基于分层模型与本体映射的异构电力信息系统集成［J］. 上海交通大学学报, 2009, 43(8): 1238-1242. XIAO Hang, ZHANG Xiubin. Integration of heterogeneous electric power information system based on hierarchy model and ontology mapping［J］. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2009, 43(8): 1238-1242. ［13］朱林, 王鹏远, 石东源. 智能变电站通信网络状态监测信息模型及配置描述［J］. 电力系统自动化, 2013, 37(11): 87-92. ZHU Lin, WANG Pengyuan, SHI Dongyuan. Status monitoring information model and configuration description of communication network in smart substations［J］. Automation of Electric Power Systems, 2013, 37(11): 87-92. ［14］刘晓胜, 庞继伟, 徐殿国, 等. 基于蛛网结构的智能变电站过程层 GOOSE 网组网可靠性与实时性研究［J］. 电工技术学报, 2013, 28(S1): 245-250. LIU Xiaosheng, PANG Jiwei, XU Dianguo, et al. Research on the reliability and real-time of process layer GOOSE network scheme in smart substation based on spider web topology structure［J］. Transactions of China Electrotechnical Society, 2013, 28(S1): 245-250. ［15］杨紫苓, 顾建炜, 张铁峰. 基于本体的IEC61850语义信息模型一致性校验［J］. 信息技术, 2013(5): 1-78. YANG Ziling, GU Jianwei, ZHANG Tiefeng. Consistency validation for IEC61850 information model based on ontology［J］. Information Technology, 2013(5): 1-78. ［16］吴润泽, 王欣宇, 张晓平, 等. 基于IEC61850的DER并网监控信息模型研究［J］. 电力系统保护与控制, 2014, 42(9): 1-7. WU Runze, WANG Xinyu, ZHANG Xiaoping, et al. Study on supervisory control information model of DER grid-connected based on IEC 61850［J］. Power System Protection and Control, 2014, 42(9): 1-7.

[1]	林张鹏, 余海东, 袁可. 基于高阶复合曲面单元的非均匀大薄板装配偏差计算模型[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(5): 584-593.
[2]	徐宏东, 高海波, 徐晓滨, 林治国, 盛晨兴. 基于证据推理规则CS-SVR模型的锂离子电池SOH估算[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(4): 413-421.
[3]	吴鑫, 孙惠, 王瑾. 结构化智能稳定限额电子化管理技术及应用[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(S2): 31-36.
[4]	姚顺, 马宁, 丁俊杰, 顾解忡. 不规则波与顺流相互作用的数值模拟与不确定度分析[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(3): 337-346.
[5]	王瑞昌, 陈志华, 明新国. 基于改进模糊逻辑控制的并联式船舶动力系统能量管理[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(10): 1188-1196.
[6]	逯程1，徐廷学1，王虹2. 基于属性粒化聚类与回声状态网络的末制导雷达故障诊断[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(9): 1112-1119.
[7]	刘虓1,叶家玮1，刘嘉敏2. 基于混合表达图形的二维不规则排样构造算法[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(7): 825-830.
[8]	刘园1，张在房1，姚迪2，褚学宁3. 基于多目标离散粒子群的产品服务系统方案配置规则提取[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(08): 1123-1130.
[9]	高丽1a,2,周炳海2,杨学良1b,王吉霞1a. 基于多规则资源分配的柔性作业车间调度问题多目标集成优化方法[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(08): 1191-1198.
[10]	张玉刚1a，马国红1a，崔勇1a，叶佳2，江芙蓉1b. 基于小波变换的镁合金双弧焊多聚焦熔池图像融合算法[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(03): 398-401.
[11]	刘鹏a，苏玉民a，廖煜雷a，郭春雨b. 滑波航行器的水动力试验[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(02): 239-244.
[12]	李宏伟，庞永杰，秦再白，杨溢. 基于广义预测控制的主动吸收造波[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(1): 111-115.
[13]	边展1，徐奇1，靳志宏1，李向军2. 考虑翻箱作业时出口箱堆场作业调度优化[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2014, 48(1): 146-153.
[14]	刘虓1,操安喜2,叶家玮1. 一种新型不规则三维排样构造算法[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(07): 1060-1064.
[15]	张志英,徐建祥，计峰. 基于遗传算法的船舶分段堆场调度研究[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(07): 1036-1042.