Abstract：This article introduces the structure and functions of dispatching order expert system now used in Hengshui Power Network, and especially analyzes the knowledge of network structure and the features of the relational database and its application in the system.
Keywords：relational database;expert system;bill of dispatching order
0引言
电力系统的正常倒闸操作是调度员的主要工作之一，在电力系统的正常运行中，由于设备检修以及运行方式的变换，倒闸操作相当频繁。调度误操作事故严重威胁电网的安全运行，给企业造成巨大的经济损失。为避免调度员开票时受环境、情绪等客观因素的影响，将这项繁琐费时、经验性强的工作借助计算机中的专家系统来完成具有现实意义和必要性。纵览近年来的一些命令票专家系统，其数据库有2种表示方式：一种是用Prolog语言实现的框架表示法；一种是由VC实现的面向对象的类表示法。这2种方法纵然有效，但都存在数据冗余和设备数据被修改时数据容易产生不一致的缺陷。
近几年，数据库技术取得了很大进展，并获得了广泛地应用，人们也开始研究关系数据库技术在人工智能中的应用。关系数据库一般以有序的和易于操作的形式存储大量数据，关系模型适于表示层次结构信息，能为用户所理解和易于在计算机上实现，可以最大程度地消除数据冗余和保持数据的一致性。本文介绍了已投入使用的衡水电网调度命令票专家系统的结构与功能，着重分析了该系统数据库的实现方式。
1命令票专家系统的特点
专家系统就是一个具有相当于专家的知识和经验及解决专门问题能力的计算机系统。其最大的特点是用知识信息处理问题，而不是用传统的数据信息，通过知识的获取、表达、存储等建立知识库，用推理的方法解决问题。专家系统用于解决难以建立精确的数学模型，而又需要专家经验的复杂问题。
命令票的编写需要网络拓扑结构知识和电网运行操作规则，是运行人员的推理和智能行为，用传统的数学描述方法难以解决，只有借助于专家系统技术。将拓扑结构知识用一定的知识表示形式存放在数据库中，如果拓扑结构发生变化，只需要修改数据库的内容，主程序不必改动。将电网运行中的规定以及运行人员的经验以规则的形式表示形成一个规则库。当需要进行倒闸操作时，可由调度员告诉计算机倒闸操作任务，计算机根据事先存好的专家知识有关规则，结合当前运行方式，利用专家系统的推理机制，模仿调度员的思维，开具出实时性的规范化的电气倒闸操作票。整个推理过程快速方便，自动开票率可达95%，准确率100%。利用该系统开命令票（包括打印）只需几分钟的时间，可见，利用它不但可以大大减少人为因素引起的误操作，而且还减少了调度员的工作量，提高了工作效率。
调度值班员通过给定的界面，选择操作任务和其它配置项，就能自动生成相应的操作内容。通过与引入电网的图形拓扑结构相结合，使命令票专家系统在具有智能性的同时，又具有友好的图形化人机界面系统。为了适应特殊的操作，可进行手写命令票的审核，通过与电网实时数据库相连，可在线获取命令票编写需要的当前电网状态信息。命令票专家系统的特点是：
操作任务的形成具有智能性；操作界面友好易用；当网络结构发生变化时，只需修改系统知识库，维护方便；系统数据库的大小只与设备的数量有关，与命令票的张数无关。
2系统的结构与功能
系统总体结构见图1。
系统设计本着“实用性、统一化、标准化、可扩充性”原则对调度操作模式进行统计划分，根据不同的操作任务和操作设备选取操作路径，列出操作步骤，大部分数据实现共享，减少了数据库的冗余度。该系统可离线运行，也可以与ＳＣＡＤＡ系统相连，实现在线命令票的生成。离线运行时设备的状态需要人为设置，以使系统中设备状态与实时状态对应，在线运行时，设备状态从实时库中获取。该系统主要分为以下2部分。
2.1命令票智能生成子系统
它包括知识库、推理机、关系数据库、模拟文件柜、信息登录、数据库管理6部分。
主要功能实现如下：
a. 智能生成命令票根据衡水电网命令票的特点，将推理过程分为多层推理。各层为操作类型、操作任务、操作设备、运行方式等，操作类型又分为线路停送电、变压器停送电、母线检修、开关检修等。在推理过程中，采用带启发信息的激发树结构的推理机制，避免许多无效搜索，搜索效率高。
b. 编辑和打印命令票将自动形成的命令票以文本方式显示在屏幕上，经调度员审核修改，确认正确后保存。可以立即打印，也可以存入预生成票目录中，以后打印。这主要考虑到有些操作是在下一值或第二天进行，而操作票要在当值写出。开出的操作票一旦确认，不管是已执行还是未执行都会存档、计数，以便统计开票正确率。
c. 数据库管理数据库管理只需要当系统增减设备或网络结构发生变化时，由系统管理员维护，维护工作量很小。为避免其它人员修改数据库，干扰系统的正常运行，设置了密码验证部分。
d. 命令票文档管理利用“模拟文件柜”对各种类型的命令票分类存储，每一类都有自己的索引符号。需要时可以按照时间段、填写人、命令类型等查询，可以查询局部内容，也可以查询全部文件，还可以利用删除功能对文档库随时清理。
2.2模拟培训子系统
它包括命令票校核、命令票自动生成、操作规则库、运行人员培训、错误库等，结构见图2。
功能实现如下：
a. 命令票校核如果用户对命令票进行了修改，或用户自己手写了命令票，可以在屏幕对应的网络图上用鼠标进行模拟操作，以验证命令票内容是否符合倒闸操作规则。如果不符合，系统会给出报警信息。
b. 命令票自动生成通过全图形环境和窗口技术，自动生成命令票。运行人员在主接线图形环境中，操作相应设备，计算机进行记录；同时进行是否符合操作规则的条件判断。操作结束，保存正确的操作内容并生成一张命令票。
c. 运行人员培训将自动生成的票看作标准票，当进行操作仿真培训时，标准票隐藏在后台，调度员进行模拟操作时，计算机以标准票为依据，逐项校核学员的操作，如果有操作错误，系统到错误信息库中查找对应的错误，给出报警信息。如“拉开刀闸前，应先拉开关”、“合开关前应先合开关两侧刀闸”等，以指导学员校正错误。
3数据库的实现方式
数据库是研究领域所涉及数据的综合，它不仅
电力系统结构知识的一大特点是具有层次性，即第1层电力系统由发电厂、变电站、输电线路和用户组成；第2层变电站由开关、出线、母线、变压器、电压互感器、保护等一次和二次电气设备组成；第3层开关由开关名称、两侧刀闸、接地刀闸等组成。厂站之间由输电线路构成的连接关系形成网络层结构；厂站内电气设备之间的关系构成厂站层结构；第3层各设备之间的关系构成设备层结构。每1层的知识都有自己的属性信息，如连接厂站的联络线包括线路名称、电压等级、两侧开关、归属单位、T接线路等属性信息，各层次之间的知识具有关联性。为满足数据库的设计目标，该系统采用关系数据库。
关系数据库是用表格作为用户和计算机专业人员之间的界面，数据的组织模型用若干个表格表示，表也称为关系。关系描述一个组织中的某些信息，可通过若干个关系对一个组织做出全面的说明。一个关系可看作是由若干行和若干列组成的表，每一列称为一个属性，且给以一属性名。关系中的行称为元组，在Access数据库中称为一个记录，元组是构成关系的数据。每行中每个列的值均来自某个值域，每个属性总是和一个值域联系在一起，值域确定了该属性的取值范围。
经过仔细分析，确定了以设备元件为对象，以设备属性为字段名建立元件类表，再通过对表格实施强制参照完整性，建立以变电站类表为中心的元件关系的方式。这种表示方式实际上将拓扑知识融于各元件关系表中，再利用推理模块在各表中交替查询推理得到元件连接关系。图3示出了用Access数据库实现的衡水电网网络层拓扑知识和联络线属性知识关系表。表的第一行为属性名，其余各行形成多个元组。为了减少数据冗余，将网络拓扑知识和输电线路属性知识放在一个关系表中。表中的字段名“供电端”和“负荷端”是针对辐射网而言的，环形网和两端供电网则不必区分。其余还有变电站类表、变压器类表、开关类表等。每一个表都有主键列，表与表之间有一定的对应关系，表的修改不是随意的，而是遵循一定的规则，以避免因意外更改数据或数据库修改错误造成的数据库不一致现象。
本文关键字：关系数据库 电工文摘，电工技术 - 电工文摘
