配电网故障恢复的模糊Petri网算法研究

论文摘要

随着日常生活与生产的不断发展,用户对配电网供电质量及可靠性的要求越来越高。为了满足用户要求并降低配电网故障导致的损失,配电自动化作为新的有效技术和管理手段应运而生。实践证明,配电自动化提高了配电网络运行的效率、供电质量和可靠性,对用户和电力企业都带来益处。配电网故障恢复是配电自动化的最重要的任务之一。 本文在总结前人的工作基础上,对配电网的故障恢复进行了深入的研究,主要工作体现在以下几个方面: 基于规则的启发式推理方法是电力系统故障诊断和恢复中常用到的一种方法,也是专家系统构成的基础。但是推理过程实现往往较为复杂,尤其在规则有较多的约束时,需要进行大量的判断。本文以模糊Petri网为基础,研究了多约束条件下的人类知识和推理过程的表示方法,提出了基于模糊产生式规则的模糊Petri网模型。在此基础上,提出了一种高效简单的形式化推理算法,这种算法将模糊Petri网与矩阵运算相结合,充分利用了模糊Petri网的并行处理能力,使推理过程更加简单、快速和易于实现。 配电网发生永久性故障后,调度人员需要根据具体情况重新设定开关的运行状态,隔离永久性故障区域,恢复非故障区域的供电。在确定故障恢复方案时,调度人员常采用启发式规则来确定所要进行的开关操作,但是当系统较为复杂时,依靠人工判断很难得到合适的故障恢复方案。本文利用调度人员在确定故障恢复方案时所用的启发式规则,建立了用于故障恢复的模糊Petri网模型。该模型将故障恢复目标用模糊Petri网托肯的模糊标记值来表示,利用模糊Petri模型进行推理,最终得到一个最佳的故障恢复方案。 专家系统是人工智能领域里最成熟的一门学科,但建立一个完备的知识库很难,而且推理效率不高。本文提出了模糊Petri网和专家系统结合进行故障恢复的方法,用模糊Petri网作为专家系统的推理机制,大大提高了推理效率,为尽快恢复供电创造了条件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 配电网发展现状
• 1.2.1 国外配电网自动化发展
• 1.2.2 国内配电网自动化发展
• 1.2.3 配电自动化系统
• 1.3 配电网故障恢复问题概述
• 1.4 配电网故障恢复算法
• 1.4.1 基于优化的算法
• 1.4.2 基于人工智能的算法
• 1.5 本文所作的主要工作
• 第二章 Petri网理论基础
• 2.1 Petri网的基本概念
• 2.2 Petri网系统的定义和图形表示
• 2.3 Petri网的推理规律
• 2.4 Petri网的分析方法
• 2.4.1 图分析技术
• 2.4.2 Petri网的归纳分析技术
• 2.4.3 Petri网的代数分析法
• 2.5 模糊 Petri网
• 2.6 Petri网在电力系统中的应用
• 2.7 本章小结
• 第三章 采用模糊推理 Petri网的知识表示模型和推理算法
• 3.1 引言
• 3.2 模糊知识表示与模糊推理Petri网
• 3.2.1 模糊产生式规则的Petri网表示
• 3.2.2 模糊推理 Petri网
• 3.3 采用矩阵运算的形式化推理算法
• 3.4 模糊推理Petri网的应用算例
• 3.5 本章小结
• 第四章 采用模糊Petri网的配电网故障恢复
• 4.1 引言
• 4.2 故障恢复的启发式规则
• 4.3 基本模糊 Petri网结构
• 4.4 故障恢复模糊 Petri网模型
• 4.4.1 模糊变量的定义
• 4.4.2 故障恢复模糊 Petri网的推理过程
• 4.5 考虑负荷变化的供电恢复
• 4.6 算例
• 4.7 本章小结
• 第五章 模糊Petri网与专家系统结合进行故障恢复
• 5.1 引言
• 5.2 专家系统描述
• 5.2.1 专家系统的特点
• 5.2.2 专家系统的结构
• 5.3 模糊Petri网和专家系统结合进行故障恢复
• 5.3.1 故障恢复专家系统结构
• 5.3.2 知识库的运行与维护
• 5.3.3 专家系统流程
• 5.3.4 系统实现方法简介
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录