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文檔簡(jiǎn)介
第1章緒論
1.1本課題的目的和意義
在電力系統(tǒng)中,電能的集中和分配、電壓和電流的變換都是在變電站中實(shí)
現(xiàn)的。作為電力輸配電系統(tǒng)中極其關(guān)鍵的環(huán)節(jié),變電站通過(guò)變壓器將各級(jí)電壓
的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)。變電站故障診斷就是將故障征兆信息從變電站的某些檢測(cè)量
中提取出來(lái),然后通過(guò)對(duì)這些信息的分析與處理,判斷出故障的位置和根源。
其中,包括保護(hù)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、斷路器跳閘等的故障征兆信息,由變電站監(jiān)控系統(tǒng)
和故障錄波器的檢測(cè)量提供,而判斷出的故障根源一般是輸電線路、變壓器、
母線和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備等
改革開(kāi)放以來(lái),電網(wǎng)的規(guī)模隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展越來(lái)越大,不同區(qū)域電網(wǎng)
之間的聯(lián)系也越來(lái)越緊密。各類(lèi)電壓等級(jí)的變電站數(shù)量歷年遞增,導(dǎo)致電網(wǎng)結(jié)
構(gòu)愈加復(fù)雜。這也就使得變電所的故障對(duì)電力系統(tǒng)的影響范圍及嚴(yán)重程度大大
增加。同時(shí),各地電力公司正逐步建立和完善集控站系統(tǒng),越來(lái)越多的變電站
實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守,且用戶(hù)對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。如何令運(yùn)行人員快速準(zhǔn)
確地找到故障位置,辨識(shí)、隔離真正的故障元件,使非故障區(qū)域迅速恢復(fù)至故
障前狀態(tài),增強(qiáng)供電的可靠性和連續(xù)性,是目前的急需解決的問(wèn)題。
與此同時(shí),變電站不斷提高其綜合自動(dòng)化的水平,繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置在
變電站中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。這些二次設(shè)備會(huì)當(dāng)變電站發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生大
量諸如斷路器跳閘、保護(hù)裝置告警、保護(hù)動(dòng)作、故障錄波器動(dòng)作等等的報(bào)警信
息。變電站發(fā)生故障的瞬間,這些報(bào)警信息會(huì)不加選擇地出現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)的異
常窗口內(nèi)。如果出現(xiàn)復(fù)雜的多重故障、斷路器或保護(hù)出現(xiàn)動(dòng)作不正常(拒動(dòng)、
誤動(dòng)〉、告警信號(hào)受干擾丟失等情況時(shí),故障診斷的復(fù)雜性問(wèn)題更會(huì)嚴(yán)重凸顯。
這種情況下,調(diào)度運(yùn)行人員在很短的時(shí)間內(nèi)要悅讀這么多未經(jīng)任何加工處理的
報(bào)警信息,理解其中的含義并抓住報(bào)警信息的實(shí)質(zhì)是相當(dāng)困難的⑶。這將使現(xiàn)
場(chǎng)人員極易產(chǎn)生誤判斷和誤處理,以致擴(kuò)大事故范圍,拖延故障恢復(fù)時(shí)間,甚
至發(fā)展成更為嚴(yán)重的停電事故。因此研究變電站智能化故障診斷方法,為調(diào)度
及運(yùn)行人員提供輔助判據(jù)具有重要的理論意義與實(shí)踐指導(dǎo)作用。
1.2國(guó)內(nèi)外研究成果
故障診斷問(wèn)題的研究,可以追溯到上個(gè)世紀(jì)的60年代,當(dāng)時(shí)的研究者們?cè)?/p>
圖使用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)建模的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,但是由于故障診斷的過(guò)程和計(jì)算
技術(shù)非常復(fù)雜,無(wú)法用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法來(lái)描述,以致對(duì)變電站故障
診斷問(wèn)題的研究進(jìn)展極其緩慢。進(jìn)入七八十年代的中后期,隨著人工智能技術(shù)
的迅猛發(fā)展,研究者們也從中找到了一條研究電網(wǎng)故障診斷問(wèn)題的新路,即:
將人工智能技術(shù)與電網(wǎng)故障診斷相結(jié)合。由于人工智能技術(shù)可以模仿人類(lèi)的思
維方式和處理問(wèn)題的過(guò)程,并具有類(lèi)似人類(lèi)的學(xué)習(xí)能力和經(jīng)驗(yàn)積累,使得這一
技術(shù)在故障診斷領(lǐng)域里脫穎而出。
目前,將國(guó)內(nèi)外在變電站故障診斷領(lǐng)域應(yīng)用的人工智能方法進(jìn)行歸納,可
以分為以下幾類(lèi):基于專(zhuān)家系統(tǒng)(ExpertSystem)的方法、基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
(ArtificialNeuralNetwork)的方法、基于模糊理論(FuzzyTheory)的方法、基于
Petri網(wǎng)的方法、基于粗糙集(Roughsets)的方法、基于Agent技術(shù)、小波分
析(WaveletAnalysis)的方法等“⑸。
1.專(zhuān)家系統(tǒng)(ExpertSystem)
最早開(kāi)發(fā)的人I:智能技術(shù)就是專(zhuān)家系統(tǒng)(ExpertSystem)。它也是眾多人工
智能技術(shù)中發(fā)展相對(duì)成熟的一種。作為專(zhuān)家系統(tǒng)的創(chuàng)始人之一,費(fèi)根鮑姆
(E.A.Feigenbaum)認(rèn)為該系統(tǒng)不是一個(gè)普通的應(yīng)用軟件,而是一種智能化
的計(jì)算機(jī)程序,可以像專(zhuān)家一樣,運(yùn)用豐富的儲(chǔ)備知識(shí)和嚴(yán)密的推理步驟解決
復(fù)雜的問(wèn)題。專(zhuān)家系統(tǒng)不僅能合理利用各種資料中的理論知識(shí)來(lái)處理各種定性
的問(wèn)題,而且還可像專(zhuān)家一樣進(jìn)行總結(jié)并運(yùn)用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)求解非定性問(wèn)題。另
外,專(zhuān)家系統(tǒng)在可以快速處理數(shù)學(xué)解析法不能解決的問(wèn)題的同時(shí)?,還能大幅縮
小需求解問(wèn)題的知識(shí)搜索范圍、減少推理路徑,加快解決問(wèn)題的速度、提高推
理效率⑹力。
盡管專(zhuān)家系統(tǒng)可以在模擬故障診斷專(zhuān)家的基礎(chǔ)上有效地完成故障診斷過(guò)程,
但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍然不可避免有一定的不足:
(1)由于知識(shí)的獲取以及對(duì)其完備性的驗(yàn)證是一個(gè)很困難的過(guò)程,因此怎
樣獲取完備的知識(shí)庫(kù)成為故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的瓶頸問(wèn)題就在所難免了。
(2)專(zhuān)家系統(tǒng)畢竟不能像人類(lèi)一樣具有對(duì)新事物的學(xué)習(xí)能力,所以一旦發(fā)
生儲(chǔ)備知識(shí)庫(kù)里無(wú)法搜索到的新故障情況,將導(dǎo)致專(zhuān)家系統(tǒng)的錯(cuò)誤診斷或不診
斷。
(3)專(zhuān)家系統(tǒng)沒(méi)有較好的容錯(cuò)能力。當(dāng)故障后,尤其保護(hù)裝置和斷路器錯(cuò)
誤動(dòng)作或者丟失動(dòng)作信息的時(shí)候,專(zhuān)家系統(tǒng)不能有效識(shí)別,易產(chǎn)生錯(cuò)誤診斷。
(4)由于電力網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化裝置的配置不斷變化,作為故障診斷的
專(zhuān)家系統(tǒng),其儲(chǔ)備的知識(shí)庫(kù)隨之也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的修改、校核。由此可見(jiàn),及時(shí)
更新專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工程網(wǎng)。
因此,最近幾年專(zhuān)家系統(tǒng)呈現(xiàn)一些新的發(fā)展趨勢(shì):①將ANN與專(zhuān)家系統(tǒng)
結(jié)合,使之具備自學(xué)下與聯(lián)想的功能;②將模糊理論與專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)合,使之可
以實(shí)現(xiàn)不確定性推理;③將粗糙集與專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)合,使其知識(shí)庫(kù)具有容錯(cuò)能力。
2.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetwork)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArlificialNeuralNelwork)是一種采用模仿人類(lèi)神經(jīng)系統(tǒng)工
作的原理來(lái)進(jìn)行信息傳輸、處理的人工智能方法叫。I。相較于專(zhuān)家系統(tǒng),通過(guò)
神經(jīng)元及神經(jīng)元間的有向權(quán)重連接來(lái)隱含處理那些系統(tǒng)的知識(shí)是其最大的優(yōu)點(diǎn)。
除此之外,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還具有以下優(yōu)勢(shì):
(1)在學(xué)習(xí)的能力方面,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過(guò)程首先是確定其基本結(jié)構(gòu),
緊接著用算法進(jìn)行樣本的訓(xùn)練,最終完成自身對(duì)知識(shí)的理解和組織。整個(gè)學(xué)習(xí)
過(guò)程結(jié)束后,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還具備了一定程度的泛化能力;
(2)在容錯(cuò)能力方面,即使輸入信號(hào)帶有一些噪聲干擾,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也
可以輸出正確的結(jié)果,容錯(cuò)的能力相對(duì)還是比較強(qiáng)的。
(3)在執(zhí)行速度方面,神經(jīng)元之間相對(duì)獨(dú)立,都是各自進(jìn)行計(jì)算,這樣有
利于系統(tǒng)內(nèi)事件的并行處理,所以執(zhí)行速度相對(duì)還是比較快的。
當(dāng)然,在故障診斷領(lǐng)域的應(yīng)用中,ANN也存在以下的幾點(diǎn)問(wèn)題:
(a)ANN不能夠?qū)﹄娋W(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行描述和表示,所以通常只能在一些規(guī)
模較小的并且采用固定接線的電網(wǎng)中應(yīng)用;
(b)在應(yīng)用ANN分析處理問(wèn)題前,需要學(xué)習(xí)足夠多典型的樣本,另外學(xué)習(xí)
的問(wèn)題“明。變電站的故障診斷可以歸結(jié)為模式分類(lèi)問(wèn)題,粗糙集決策表方法對(duì)
于解決這類(lèi)問(wèn)題是相當(dāng)適宜的。另外,變電站中存在因?yàn)閿嗦菲骷氨Wo(hù)裝置誤
動(dòng)或拒動(dòng)、通信裝置故障等原因造成的信號(hào)不完備問(wèn)題。粗糙集理論在容錯(cuò)力
方面的優(yōu)勢(shì)在解決該問(wèn)題上可以充分發(fā)揮⑹。
1.3粗糙集結(jié)合Petri網(wǎng)方法的可行性分析
變電站的故障診斷就是依據(jù)斷路器和保護(hù)的動(dòng)作情況判斷故障元件、誤動(dòng)
作的斷路器和保護(hù)等,其中最為關(guān)鍵的是對(duì)故障元件的識(shí)別。因?yàn)橐坏┳R(shí)別出
了故障元件,就可以利用保護(hù)動(dòng)作的原理結(jié)合邏輯推理對(duì)誤動(dòng)作的斷路器和保
護(hù)進(jìn)行識(shí)別切。
用于故障診斷的信息主要由繼電保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、斷路港動(dòng)作情況、自動(dòng)重
合閘動(dòng)作情況、故障錄波器信息等構(gòu)成。這些信息之間有很強(qiáng)的因果關(guān)系,一
些信息通常是由另一些信息的出現(xiàn)而產(chǎn)生,也就是說(shuō)這些信息之間的冗余度很
高,這也為粗糙集的應(yīng)用提供了必要條件。運(yùn)用粗糙集可以通過(guò)屬性和屬性值
的約簡(jiǎn)排除冗余的條件屬性和屬性值,獲得最簡(jiǎn)的診斷規(guī)則。其診斷效率大大
提高。然而,利用粗糙集規(guī)則進(jìn)行推理決策過(guò)程中,當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí),對(duì)規(guī)則
進(jìn)行查表兀配的計(jì)算量將挺大C
Petri網(wǎng)理論在有向圖和矩陣運(yùn)算的基礎(chǔ)上,對(duì)系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)過(guò)程
進(jìn)行描述和推理的一種方法。Petri網(wǎng)方法的知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)規(guī)范、形式簡(jiǎn)
單的特點(diǎn),所以空間搜索和推理的效率高。Petri網(wǎng)可以利用簡(jiǎn)單的矩陣運(yùn)算演
繹推理的動(dòng)態(tài)過(guò)程,求解速度快,可用于變電站的實(shí)時(shí)故障診斷。然而,Petri
網(wǎng)方法不具備對(duì)知識(shí)加以處理的能力,只能進(jìn)行知識(shí)的表達(dá)與推理。換句話說(shuō)
它的建立就是依靠先驗(yàn)知識(shí)。如果先驗(yàn)知識(shí)存在冗余信息,Petri網(wǎng)模型的規(guī)模
就會(huì)過(guò)大,直接影響推理的效率.
在使用規(guī)則知識(shí)進(jìn)行決策和推理的這個(gè)問(wèn)題上,粗糙集理論和Petri網(wǎng)理論
可以很好的進(jìn)行互補(bǔ)。首先,粗糙集理論不僅可以進(jìn)行知識(shí)的約簡(jiǎn),還可以進(jìn)
行不確定信息的處理,最終可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的屬性?xún)?yōu)選,可以獲得最佳的決策規(guī)
則。其次,將這些決策規(guī)則用Petri網(wǎng)理論進(jìn)行描述建立模型。這樣就可以利用
Petri網(wǎng)理論在推理過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn),最終實(shí)現(xiàn)高效的診斷。將粗糙集理論和Petri
網(wǎng)理論進(jìn)行結(jié)合,不僅僅可以克服粗糙集的查表搜索過(guò)程計(jì)算量大的問(wèn)題,還
可以解決Petri網(wǎng)絡(luò)的先驗(yàn)知識(shí)存在冗余性問(wèn)題。這樣它們各自的優(yōu)點(diǎn)也就可以
得到充分的發(fā)揮。
1.4本課題研究的主要工作
通過(guò)閱讀大量文獻(xiàn),本文分析了變電站故障診斷的特點(diǎn)以及故障診斷信息
的來(lái)源,系統(tǒng)全面地對(duì)國(guó)內(nèi)外變電站故障診斷的方法進(jìn)行了歸納和總結(jié),在此
基礎(chǔ)上對(duì)變電站故障診斷問(wèn)題進(jìn)行了探索和研究。
目前變電站故障診斷課題面臨的主要問(wèn)題是故障信息的不確定性和不完備
性。這類(lèi)問(wèn)題很適合用粗糙集(RS)理論來(lái)解決。但利用粗糙集規(guī)則進(jìn)行推理決
策過(guò)程中,當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時(shí),對(duì)規(guī)則進(jìn)行查表匹配的計(jì)算量將特別大。因此本
文將Petri網(wǎng)和粗糙集理論相結(jié)合,利用Petri網(wǎng)對(duì)粗糙集理論提取出的診斷規(guī)
則進(jìn)行描述,再利用Petri網(wǎng)并行推理的能力,實(shí)現(xiàn)了高效的變電站故障診斷。
同時(shí)考慮到變電站的擴(kuò)建通常一次只針對(duì)某一個(gè)電壓等級(jí),故將變電站按電壓
等級(jí)劃分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域,針對(duì)每個(gè)區(qū)域進(jìn)行了診斷模型的建立,從而
提高了診斷的靈活件和適用性.主要的研究?jī)?nèi)容如下:
(1)針對(duì)粗糙集理論及Petri網(wǎng)模型的特點(diǎn),對(duì)粗糙集理論結(jié)合Petri網(wǎng)方
法在變電站故障診斷應(yīng)用中的可行性和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析,確立了基于粗糙集理論
和Petri網(wǎng)模型的變電站故障診斷方法。
(2)變電站的故障診斷以故障后所表現(xiàn)的征兆信息為分析和研究的基礎(chǔ),
本文系統(tǒng)地分析了變電站故障數(shù)據(jù)的來(lái)源,并對(duì)變電站常見(jiàn)的故障進(jìn)行了整理。
(3)以實(shí)際的llOkV變電站為例,將其按電壓等級(jí)劃分為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的
區(qū)域.根據(jù)其開(kāi)關(guān)和保護(hù)的動(dòng)作情況,考慮單重故障和開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的情況,對(duì)于
各個(gè)區(qū)域分別建立建立變電站故障診斷系統(tǒng)的基礎(chǔ)原始決策表。
(4)利用粗糙集理論對(duì)各個(gè)區(qū)域的原始決策表進(jìn)行屬性約簡(jiǎn)及屬性值約簡(jiǎn),
提取出診斷規(guī)則,然后用Petri網(wǎng)對(duì)診斷規(guī)則進(jìn)行描述,建立了各個(gè)區(qū)域診斷模
型。
(5)對(duì)所建立的故障模型進(jìn)行樣本測(cè)試和方法的分析比較。結(jié)果表明:該
方法確是一種快速準(zhǔn)確、容錯(cuò)性強(qiáng)、適應(yīng)性好的變電站故障診斷方法,對(duì)高效
地進(jìn)行變電站在線故障診斷具有重要的意義。
第2章變電站故障診斷的信息來(lái)源及常見(jiàn)
故障
變電站故障診斷系統(tǒng)是運(yùn)行和調(diào)度人員分析和處理事故的輔助工具,能夠幫
助縮短事故的處理時(shí)間,防止事故的進(jìn)一步擴(kuò)大,對(duì)提高變電站自動(dòng)化水平具有
重要意義"7叫oSCADA(SupervisoiyControlAndDataAcquisition)與變電站的
運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為運(yùn)行人員提供了對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)視和控制的平臺(tái)。然而在變電站
發(fā)生故障的瞬間,現(xiàn)有的電力自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)毫無(wú)選擇的把采集來(lái)的大量的報(bào)警信
息提供給監(jiān)控和運(yùn)行人員,以致運(yùn)行人員往往來(lái)不及處理和判斷。而且SCADA
系統(tǒng)采集的信息還不能完全滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的需要。在這種情況下,變電站故障診
斷應(yīng)運(yùn)而生。
準(zhǔn)確的故障診斷主要由以下兩個(gè)方面來(lái)決定:
(1)故障診斷是否采用了準(zhǔn)確、完整的信息;
(2)故障診斷是否采用了可靠的診斷方法皿。
當(dāng)變電站遇到故障時(shí),借助SCADA系統(tǒng)能采集到很多的故障信息,其中故
障診斷所能利用的信息包括:電網(wǎng)的遙信量信息,如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備實(shí)
時(shí)狀態(tài)信息、;電網(wǎng)的遙測(cè)量信息,如電壓、電流和有功、武功功率的測(cè)量值;保
護(hù)時(shí)間信息,如不同規(guī)約的保護(hù)動(dòng)作和時(shí)間順序記錄(SOE)信息等。由于故
障來(lái)源和故障信息傳輸、處理的速度不同,各個(gè)信息對(duì)于故障診斷的作用也不一
樣,通常情況下,繼電保護(hù)和斷路器的動(dòng)作信號(hào)反應(yīng)最快,用于快速故障診斷和
隔離,故障錄波器信息最為全面,一般用于事故追憶。
2.1SCADA系統(tǒng)的基本知識(shí)
2.1.1SCADA系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流程
SCADA系統(tǒng)是電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中最基本的功能模塊之一。它以計(jì)算機(jī)
為基礎(chǔ),監(jiān)視和控制現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、參數(shù)調(diào)節(jié)、設(shè)備控
制、測(cè)量以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等多種功能,也就是人們熟知的叩q遙”。其基本組成
包括:FTU(饋線終端單元)、RTU(遠(yuǎn)程終端單元式3。
在現(xiàn)今的變電站綜合自動(dòng)化建設(shè)中,SCADA系統(tǒng)以微機(jī)保護(hù)裝置和RTU
為信息源,運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)視和操控變電所的控制、信號(hào)、測(cè)量等回路,并以
此取代傳統(tǒng)的監(jiān)控屏,成功的減少了變電所的設(shè)備投資以及占地面積,提升了二
次設(shè)備的可靠性。變電站的SCADA系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)由RTU、信道和主站計(jì)算
機(jī)構(gòu)成,其基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1。
傳輸通道
圖2-1SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
目前,變電站使用的現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)方量測(cè)終端(RTU)裝置有兩種,分別為布線式
數(shù)字遠(yuǎn)動(dòng)裝置和微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置,主要實(shí)現(xiàn)的功能如下:
(I)收集變電站現(xiàn)場(chǎng)的量測(cè)量以及狀態(tài)量等數(shù)據(jù),即遙測(cè)遙信數(shù)據(jù)。通過(guò)主
站發(fā)出指令控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備。
(2)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些基本處理,包括:量測(cè)量的死區(qū)比較、狀態(tài)量的
變位比較以及越限的告警等。
(3)與主站之間進(jìn)行通信,具體是指進(jìn)行通信規(guī)約的處理,將數(shù)據(jù)傳送至主
站,同時(shí)接收主站下達(dá)的命令和數(shù)據(jù)。
SCADA系統(tǒng)是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和人之間聯(lián)系交流的一個(gè)重要平臺(tái)。在變電站中,
首先將電壓互感器和電流互感器采集電氣量送到電流、電壓以及功率的變送器中,
將其轉(zhuǎn)換成很小的直流電壓信號(hào)。其次,在遠(yuǎn)方終端(RTU)中通過(guò)多路采樣、模
數(shù)轉(zhuǎn)換利抗干擾編碼三個(gè)環(huán)節(jié)將直流電壓信號(hào)處理成了數(shù)字信號(hào),繼而采用調(diào)幅、
調(diào)頻和調(diào)相等調(diào)制方式將其調(diào)制在信息載體上。然后,信號(hào)傳輸?shù)街髡居?jì)算機(jī)中
進(jìn)行解調(diào),之后經(jīng)智能接口的串并轉(zhuǎn)換以及譯碼處理到達(dá)前置機(jī),信息在經(jīng)過(guò)前
置機(jī)的刻度轉(zhuǎn)換和初檢測(cè)后,由主機(jī)確認(rèn)是否可用,可用就送入到數(shù)據(jù)庫(kù)。最后,
運(yùn)行人員可以通過(guò)模擬盤(pán)和顯示器監(jiān)控到現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)量和狀態(tài)量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)
一次設(shè)備的監(jiān)視和控制⑼。其詳細(xì)的數(shù)據(jù)流程示意圖如圖2-2,圖的左側(cè)為一次
系統(tǒng),右側(cè)為二次系統(tǒng)。
一次系統(tǒng)二次系統(tǒng)
RTU
電流互感器
電壓互速器
傳
輸
通
道
圖2-2SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸流程示意圖
2.1.2變電站SCADA系統(tǒng)的功能
隨著綜合自動(dòng)化水平的提高,SCADA系統(tǒng)在變電站得到了普遍的應(yīng)用。變
電站SCADA系統(tǒng)的基本功能有以下三點(diǎn):
⑴各種設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集以及控制指令的發(fā)送。
監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)變電站的許多運(yùn)行信息進(jìn)行了采集、分析和處理。這些運(yùn)行信息
包括一次設(shè)備的電壓、電流和功率大小等。同時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)還為運(yùn)行人員提供了觀
測(cè)這些數(shù)據(jù)的窗口。另外,運(yùn)行人員利用監(jiān)控系統(tǒng)可以向測(cè)控設(shè)備下達(dá)控制命令
(例如開(kāi)關(guān)的分閘、合閘等),實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的一次設(shè)備的有效控制。
(2)各種設(shè)備參數(shù)狀態(tài)表達(dá)以及報(bào)警信號(hào)處理
監(jiān)控系統(tǒng)可以明確的表示變電站設(shè)備的狀態(tài)量。這些狀態(tài)量包括斷路器狀態(tài)、
刀閘狀態(tài)的變化、繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作情況等。變電站的設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中難
免會(huì)出現(xiàn)短路、過(guò)電壓、過(guò)負(fù)荷等異常情況。監(jiān)控系統(tǒng)提供了事件與報(bào)警功能,
使得一次設(shè)備運(yùn)行的各種異常狀態(tài)以及各種變化都能迅速得到響應(yīng)。另外,監(jiān)控
系統(tǒng)還具有對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)、修改以及向上級(jí)電力調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)等
作用。
(3)事故追憶和趨勢(shì)分析
監(jiān)控的目的除了監(jiān)視和控制設(shè)備外,還有可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行分析評(píng)
價(jià),對(duì)事故發(fā)生可能性進(jìn)行預(yù)測(cè)。從這個(gè)意義考慮,監(jiān)控系統(tǒng)具有對(duì)實(shí)時(shí)歷史數(shù)
據(jù)的保留和系統(tǒng)操作情況記錄功能。
2.2變電站常見(jiàn)的故障
變電站故障診斷需要判斷的故障源通常有電力線路、母線、變壓器、無(wú)功補(bǔ)
償設(shè)備等網(wǎng)O下面將對(duì)變電站中上述設(shè)備的常見(jiàn)故障依次進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
2.2.1電力線路故障
電力線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分,電能通過(guò)它進(jìn)行分配和傳輸。通常把
從電源向負(fù)荷中心傳輸電能的線路定義為輸電線路,其電壓等級(jí)為:35kV、110kV、
220kV.330kV.500kV等;把擔(dān)任分配任務(wù)的線路稱(chēng)為配電線路,其電壓等級(jí)
為:380/220V>6kV>10kV等。變電所之間通過(guò)輸電線路進(jìn)行聯(lián)接,通過(guò)配電
線路將電能送到用戶(hù)。電力線路按照其結(jié)構(gòu)可以分為兩類(lèi):架空輸電線路和地下
電纜線路。它們是電力系統(tǒng)的動(dòng)脈,其運(yùn)行情況決定電網(wǎng)的安全性、可靠性和效
益。
電力線路常見(jiàn)的故障類(lèi)型及故障原因見(jiàn)表2-1o
表2-1電力線路的故障類(lèi)型及故障原因
故障類(lèi)型故障原因
①導(dǎo)線在外力作用下被碰斷;
斷路故障②導(dǎo)線的連接金具銹蝕,連接頭松脫;
③洞鋁接頭嚴(yán)重腐蝕、氧化造成斷開(kāi);
④導(dǎo)線連接部位發(fā)熱熔斷。
⑤導(dǎo)線絕緣層、支持絕緣等受外力作用損壞;
短路故障⑥雷擊、大風(fēng)等惡劣天氣導(dǎo)線間絕緣被破壞;
⑦導(dǎo)線絕緣子表面污穢,造成閃絡(luò);
⑧由于檢修失誤或操作錯(cuò)誤造成人為的短路。
2.2.2母線故障
母線是變電站中重要的一類(lèi)元件。變電所中同一電壓等級(jí)配電裝置的連接,
以及變壓器等電氣設(shè)備和相應(yīng)電壓等級(jí)配電裝置的連接都是通過(guò)母線實(shí)現(xiàn)的。母
線有軟硬之分,多是矩形或圓形截面的裸導(dǎo)線。通過(guò)母線,電能才可以集中、分
配與傳送。一旦母線發(fā)生故障,與母線相連接的所有元件都將停電,甚至造成變
電站全站失壓和供電區(qū)域內(nèi)的大面積停電,后果非常嚴(yán)重。
母線本身故障主要是短路故障,并且大多數(shù)情況下為單相接地短路故障。母
線失電是指母線本身無(wú)故障而失去電源,一般是由于系統(tǒng)故障、繼電保護(hù)、開(kāi)關(guān)
誤動(dòng)或該母線上的出線、變壓器等故障、開(kāi)關(guān)或保護(hù)拒動(dòng),而使該母線上的電源
開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘所致;判斷母線失電的依據(jù)是同時(shí)出現(xiàn)下列現(xiàn)象:(1)該母線的
電壓顯示消失;(2)該母線的各出線及變壓器負(fù)荷消失;(3)該母線所供的站
用變失電。
母線故障通常是由母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作來(lái)切除的。引起母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的主
要原因有:(1)母線絕緣子因污穢或者大霧天氣等引起的閃絡(luò);(2)母線電壓
互感器發(fā)生故障;(3)連接在母線上的電流互感器發(fā)生故障;(4)斷路器和裝
設(shè)在母線側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)的支持絕緣子損壞;(5)由于工作人員的誤操作而產(chǎn)生
的母線故障。
2.2.3變壓器故障
變壓器作為變電站的核心設(shè)備,在變電站中的地位非常重要。它的作用是通
過(guò)變換電壓達(dá)到傳輸功率的目的。變壓器主要有升壓變壓器和降壓變壓器兩種類(lèi)
型。升壓變壓器進(jìn)行升壓后,線路損耗得以減少,送電成本就更加經(jīng)濟(jì),可以實(shí)
現(xiàn)電能的遠(yuǎn)距離傳輸;降壓變壓器進(jìn)行降壓后,高電壓變?yōu)闈M(mǎn)足用戶(hù)需要的各級(jí)
使用電壓。由于變電站的變壓器大多安裝在戶(hù)外,受外界的自然環(huán)境的影響比較
大,同時(shí)變壓器的運(yùn)行還受到負(fù)荷的影響,加上短路故障的威脅,,極有可能出現(xiàn)
異常和故障”變壓器常見(jiàn)的故障類(lèi)型和原因如表2-2.
表2-2變壓器的故障類(lèi)型及故障原因
故障類(lèi)型故障原因
①各相繞組之間相間短路:
②一相繞組線匝間短路;
內(nèi)部短路
③某相繞組與鐵芯間接地短路;
④某相引出線與外殼間接地短路。
①外部引線之間發(fā)生相間短路;
外部短路
②絕緣套管破損或閃絡(luò)等引起的引出線經(jīng)外殼單相接地短路。
2.2.3無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備故障
變電站用于無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備主要是并聯(lián)電容器。并聯(lián)電容器的主要功能是用
于補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無(wú)功功率,使得功率因數(shù)提高,從而改善電壓質(zhì)量和降低線路
損耗,提高電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備出力。電力系統(tǒng)中的負(fù)荷如變壓器、電動(dòng)機(jī)等,
大部分都是感性負(fù)荷,它們?cè)谶\(yùn)行過(guò)程中需要消耗大量的無(wú)功功率。在變電站中
安裝并聯(lián)電容器等無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,就可以向這些設(shè)備提供無(wú)功功率,就能夠減少
了無(wú)功功率在電力系統(tǒng)中的流動(dòng),降低變壓器、線路等因輸送無(wú)功功率而造成的
電能損耗。
變電站的并聯(lián)電容器通常是油浸式的,這類(lèi)電容器用金屬箔(作為極板)與
絕緣紙一起卷繞,由若干元件、絕緣件和緊固件經(jīng)過(guò)壓裝而構(gòu)成電容心子并浸漬
到絕緣油中,電容極板的引線經(jīng)串、并聯(lián)后引至出線寬套管下端的出線連接片。
現(xiàn)在有的電力電容器還裝設(shè)放電線圈和熔絲。電容器常見(jiàn)的故隙類(lèi)型和可能的故
障原因見(jiàn)表2-3o
表2-3電容器的故障類(lèi)型及故障原因
故障類(lèi)型故障原因
①外殼焊接處銹蝕
滲油②瓷質(zhì)套管和外殼交界的地方有裂紋;
③旋緊套管接頭螺栓過(guò)程中用力過(guò)大造成套管破裂;
④設(shè)備外殼質(zhì)量不好,有滲漏點(diǎn)。
①外部套管、引線接頭發(fā)生放點(diǎn);
異響②內(nèi)部電容有局部放電;
③內(nèi)部引接線松動(dòng)接觸不良造成放電。
①導(dǎo)線連接處螺絲松動(dòng);
發(fā)熱②反復(fù)投切,多次受勵(lì)磁涌流作用;
③過(guò)電壓運(yùn)行;
④環(huán)境溫度過(guò)高。
①小動(dòng)物(如老鼠等)鉆入引線接頭間造成短路;
電容擊穿
②瓷瓶表面積攢大量灰塵,受潮等外部影響下發(fā)生相間短路
③長(zhǎng)期在過(guò)電壓情況下運(yùn)行,絕緣介質(zhì)過(guò)早的老化
①絕緣油滲漏,內(nèi)部進(jìn)入空氣,導(dǎo)致介質(zhì)膨脹;
變形、爆破②電容器與外殼間的絕緣遭到破壞
③通風(fēng)條件差,油溫升高、運(yùn)行電壓變化較大
④電容設(shè)備質(zhì)量差,內(nèi)部元件擊穿
2.3本章小結(jié)
本章首先介紹了變電站故障診斷的信息來(lái)源,即SCADA系統(tǒng)的基本知識(shí)。
SCADA系統(tǒng)是電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中最基本的功能模塊,具有信息量大、實(shí)時(shí)
更新、能幫助快速診斷出系統(tǒng)故障狀態(tài)等優(yōu)勢(shì),已成為電力調(diào)度必不可少的工具
之一。該系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制。
另外,對(duì)變電站常見(jiàn)故障類(lèi)型進(jìn)行了介紹,變電站故障診斷的主要任務(wù)就是
對(duì)故障源的識(shí)別過(guò)程,變電站常見(jiàn)的故障源有電力線路、母線、變壓器、無(wú)功補(bǔ)
償設(shè)備等。本文在簡(jiǎn)要介紹了常見(jiàn)故障源的基本功能和在系統(tǒng)中所處地位的基礎(chǔ)
上,又詳細(xì)分析了不同故障源的故障類(lèi)型、原因和現(xiàn)象,為故障診斷提供可靠依
據(jù)。
第3章粗糙集的基本理論
粗糙集(RoughSet,RS)理論是由波蘭科學(xué)家Z.Pawlka在1982年提出的
一種數(shù)學(xué)方法,該數(shù)學(xué)方法是用來(lái)處理不確定信息的方法。由于該方法能夠定量
的分析處理不嚴(yán)密、不確定或不完全的信息與知識(shí),因此受到了社會(huì)科學(xué)及自然
科學(xué)和工程等各領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注0初o于此之前的數(shù)學(xué)方法有概率統(tǒng)計(jì)理
論、證據(jù)理論、模糊集理論,它們都是用來(lái)處理不精確不確定性的數(shù)學(xué)工具。傳
統(tǒng)的這些對(duì)不確定信息處理的方法在處理問(wèn)題時(shí)需將先獲得所要處理問(wèn)題的大
量信息,比如說(shuō)數(shù)據(jù)的附加信息等,這些在實(shí)際問(wèn)題中是很難獲得到的,所以在
處理信息量較大的問(wèn)題方面就顯得能力不足,而RS理論作為一種獨(dú)立的理論也
可與上述方法相結(jié)合,克服傳統(tǒng)方法的不足來(lái)增強(qiáng)處理不確定性、不精確問(wèn)題的
能力岡。
RS理論作為一種新的理論,在最近的十幾年里有著匕速的發(fā)展,受到了學(xué)
者們的廣泛的關(guān)注。目前,該理論的有效性已成功應(yīng)用在多種領(lǐng)域。它具有以下
幾種特點(diǎn)固:
(1)不考慮先驗(yàn)知識(shí)。利用粗糙集分析不確定問(wèn)題的時(shí)候只需提供數(shù)據(jù)本身
所有的信息,不用額外附加任何先驗(yàn)信息。而對(duì)于其他傳統(tǒng)方法,比如概率論和
模糊理論等方法一般來(lái)說(shuō)需要額外提供數(shù)據(jù)信息,如概率分布和模糊隸屬函數(shù)等,
而現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中往往不容易得到或者得不到此類(lèi)信息。
(2)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析工具。RS理論具有強(qiáng)大的處理不確定性、不完備或錯(cuò)誤
的信息的能力。它能夠?qū)λ治鎏幚淼臄?shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)約并能得到其最簡(jiǎn)形式,乂
不失關(guān)鍵信息。在工程領(lǐng)域尤為適用。
(3)具有知識(shí)與分類(lèi)的能力。在粗糙集理論中,“知識(shí)”是對(duì)論域的劃分,
利用知識(shí)對(duì)所要分析的數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分,而所有這種方法的集合就構(gòu)成了知識(shí)庫(kù)。
(4)新型成員。粗糙集理論避免了主觀人為等因素的影響,它可以根據(jù)已存
在的分類(lèi)知識(shí)得出粗糙集的隸屬度。這一點(diǎn)與傳統(tǒng)方法不同。
(5)知識(shí)表達(dá)較為科學(xué)。粗糙集利用決策表對(duì)知識(shí)進(jìn)行表示與簡(jiǎn)約,在實(shí)際
工程中,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操控來(lái)處理知識(shí)。
本章將系統(tǒng)地介紹粗糙集(RoughSet,RS)理論的相關(guān)概念與方法。
3.1等價(jià)關(guān)系
掌握等價(jià)關(guān)系的概念,是準(zhǔn)確理解粗糙集理論的基礎(chǔ)儂?。
定義3.1.1假設(shè)兩個(gè)集合4和awA,beB,則稱(chēng)(a力)為一個(gè)序偶。
在序偶中不可以交換。和匕的位置,若交換,則變成另一個(gè)序偶。若A與8來(lái)自
同一集合,則序偶中的兩個(gè)元素。和〃也都來(lái)自同一個(gè)集合。
定義3.1.2對(duì)于兩個(gè)集合A和3,aeA,bwB,則所有(a,勿構(gòu)成的集合
為A和8的笛卡爾乘積,記為AxB。即Ax8={(a,〃)|a£。
定義3.1.3兩個(gè)集合4和3的笛卡爾乘積AxB的集合中,一個(gè)子集稱(chēng)為A
到B的一個(gè)關(guān)系。記為R0
例3.1一組關(guān)于水果的集合A={蘋(píng)果,香蕉,梨,桔子,哈密瓜,西瓜,
柚子,黃桃,葡萄,石榴},水果數(shù)量的集合8={2,4,6,7},則A={(革果,
7),(香蕉,7),(梨,7),(桔子,7),(哈密瓜,4),(西瓜,4),(柚子,4),(黃
桃,2),(葡萄,2),(石榴,6)},R就是水果的集合A到其對(duì)應(yīng)數(shù)量集合3的一
個(gè)關(guān)系。
定義3.1.4定義3.1.4如果集合4上的關(guān)系集合R滿(mǎn)足下列條件,則R是集
合A上的等價(jià)關(guān)系。
設(shè)集合R是集合4上的關(guān)系,滿(mǎn)足:
⑴如果VaeA,3,以)WR,則稱(chēng)R滿(mǎn)足自返性集合或者稱(chēng)R是自返的。
(2)如果Vos若由必然推出(〃,〃)£/?,則稱(chēng)R滿(mǎn)足對(duì)稱(chēng)
性或稱(chēng)R是對(duì)稱(chēng)的。
(3)如果VczeA,X/beA,VceA,若由(a,b、)£R并且(b,c)sR必然推出
(a,c)wR,則稱(chēng)R滿(mǎn)足傳遞性或稱(chēng)R是可傳遞的。
定義3.1.5如果第合A上的關(guān)系R滿(mǎn)足以下幾個(gè)性質(zhì),即,它是可傳遞的、
對(duì)稱(chēng)的、自返的,則稱(chēng)A為等價(jià)關(guān)系,若(a,〃)eR,則稱(chēng)。和人等價(jià)或者稱(chēng)。和
〃是不可分辨的。
定義3.1.6若尺是A上的等價(jià)關(guān)系,對(duì)于任意acA,定義所有與。等價(jià)的
元素所構(gòu)成的集合為[叫uA,即[a]K={冰。GA)n(3,〃)£R)},則稱(chēng)⑷寵是由"
元素所生成的等價(jià)類(lèi)。
對(duì)于例3.1中的關(guān)于水果的集合,具有“相同數(shù)量”的等價(jià)類(lèi)如下所示:
“數(shù)量為7的水果”一{(蘋(píng)果,7),(香蕉,7),(梨,7),(桔子,7))
“數(shù)量為6的水果”一{(石榴,6)}
“數(shù)量為4的水果“一{(哈密瓜,4),(西瓜,4),(柚子,4))
“數(shù)量為2的水果”一{(黃桃,2),(葡萄,2)}
對(duì)于集合A上的等價(jià)關(guān)系R若滿(mǎn)足以下關(guān)系:
⑴對(duì)于所有或[。卜=g]內(nèi)或[回犬仆的及二中;
(2)u[a]H=A
從(1)可以得出,若力£團(tuán)卜,則說(shuō)明〃生成的R等價(jià)類(lèi)與。生成的R等價(jià)類(lèi)
必相等。所以對(duì)于[。]內(nèi)無(wú)需指明。是哪種元素。
從(2)可以得出,。元素所生成的等價(jià)類(lèi)的并集為集合A。
定義給定集合4,A#①,設(shè)非空集合3={B],層,…瓦〃}滿(mǎn)足:
(1)與uA,瓦工中。=1,2…m);
(2)VZJG{Z=1,2,???,/??!,如果iwj,則一c%=6;
m
(3)U4=A;
1=1
則稱(chēng)集合8是對(duì)集合A的劃分。
由上述定義可知,4上的一個(gè)等價(jià)關(guān)系可以推出集合A的一個(gè)劃分,相反,
這個(gè)結(jié)論反過(guò)來(lái)說(shuō)也是成立的,即由A的一個(gè)劃分也可以推出A上的等價(jià)關(guān)系。
設(shè)8={用,當(dāng),…乩}為A的一個(gè)劃分,則R的定義為:設(shè)。與〃是A中的元
素,若。與〃都屬于星(i=12??M,則(〃,Z?)eR。通過(guò)驗(yàn)證得到關(guān)系R是A上的
一個(gè)等價(jià)關(guān)系。由此驗(yàn)證得出,劃分與等價(jià)關(guān)系是相對(duì)應(yīng)的。
3.2知識(shí)的定義與分類(lèi)
知識(shí)是人工智能中一個(gè)非常重要的概念。解決復(fù)雜性問(wèn)題需要大量的知識(shí)
以及處理這些知識(shí)的機(jī)構(gòu)。知識(shí)在不同的范疇中有不同的含義⑵)。但任何知識(shí)
都是對(duì)事物變化及規(guī)律的一種概括性描述。在粗糙集理論中,知識(shí)被看作是關(guān)于
論域的劃分,是一種對(duì)對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)的能力。歸根結(jié)底知識(shí)就有對(duì)事物的特征將
進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)。在該理論中,可以通過(guò)對(duì)象屬性值的不同而將其分為不同的類(lèi)別。
基于等價(jià)關(guān)機(jī)較為易處理,所以就可以把分類(lèi)用等價(jià)關(guān)系來(lái)替代網(wǎng)。
定義321設(shè)U為論域,且Uw①,R為U中的一簇等價(jià)關(guān)系,則二元組
K=(U,R)稱(chēng)為一個(gè)知識(shí)庫(kù)。
定義322若PuR,且PH①,則cP(P中全部等價(jià)關(guān)系的交集)也是一
種等價(jià)關(guān)系,記為加“(P):[幻Mp)=c[%k,稱(chēng)為P上的不可分辨關(guān)系。其中,[幻K
為所有與工不可分辨的對(duì)象所在的集合,即,[幻R中的每個(gè)對(duì)象都與x有同樣的
屬性。
在分類(lèi)知識(shí)中,基本等價(jià)類(lèi)為其最小模塊。設(shè)基本等價(jià)類(lèi)為6,由U中得
到,它是將U中的不可辯分關(guān)系就d(P)分成相互之間不可相交的子集,即
£,.(/-=1,2,...,77)0由于描述耳中對(duì)象的屬性都是相同的,所以用之間是不可分割
的。
令K=(U,P)和K'=(U,。)為兩個(gè)知識(shí)庫(kù),若ind(P)=ind(Q),也就是說(shuō)
U/P=U/。時(shí),則說(shuō)明K和K.是等價(jià)的,即K=K/=Q。它的涵義是:K^K
將U化分的基本等價(jià)類(lèi)的一樣的,K和K'描述的對(duì)象的概念也是一樣的。換而
言之,知識(shí)等價(jià)類(lèi)就是用不同的描述方式來(lái)描述同一U的相同事實(shí)。比如說(shuō),首
先令要被分類(lèi)的對(duì)象的集合為尸,再令已經(jīng)分類(lèi)后的結(jié)果放在屬性集。中,若分
類(lèi)的結(jié)果無(wú)誤的話,則可以說(shuō)。和。的等價(jià)類(lèi)是一致的,即用P劃分的等價(jià)類(lèi)與
用。描述的分類(lèi)結(jié)果。
3.3信息系統(tǒng)
四元組S=(U,A,VJ)被稱(chēng)為粗糙集理論中的一個(gè)知識(shí)系統(tǒng),或者也可以稱(chēng)
為屬性一值系統(tǒng)。它是對(duì)客觀事物的一種描述.皿。U為論域,且①,可用
U={X1,X2,...,X“}來(lái)表示,A是表示屬性的集合,且Aw①,可4=回,出,…當(dāng)}來(lái)
表示,V為屬性值域集,V=u匕,匕是。的值域,是一個(gè)信息
aeA
函數(shù),它為每個(gè)對(duì)象的每個(gè)屬性賦予一個(gè)信息值,即加eV。
設(shè)£=(U,A,VJ)為一個(gè)知識(shí)表達(dá)系統(tǒng).A=Cu力且CcD=①,C稱(chēng)為條
件屬性集,。為決策屬性集,且C和。都可用以下兩個(gè)集合來(lái)表示:
C={CPC2£)={4&,故決策系統(tǒng)也可用信息系統(tǒng)來(lái)表示,即
用5=(。,。7。,匕/)來(lái)表示。
例如,設(shè)F的論域U={X,X2,..”Xj;其屬性為A={a,加c,d},其中
C={a,/?,c}是條件屬性集,3=ecws86w為決策屬性集。各屬性值域均為:
匕=匕=匕={0/,2},%={04}.F的信息表可用下圖表示,信息表中所有對(duì)象的
全部信息都可以直接通過(guò)該表來(lái)查看,每一行就代表一個(gè)對(duì)象的全部信息,其中:
行為對(duì)象,列為屬性。
表3-1信息表的一個(gè)示例
Uabcd
0120
x21201
與1010
%2101
不1100
戈60010
3.4可辨識(shí)矩陣和可辨識(shí)函數(shù)
3.4.1可辨識(shí)矩陣
令5={。,。2{4})為信息系統(tǒng),其中,論域?yàn)閁(U={z,w,…,與}),條件
屬性集合為。,決策屬性為。,將X在屬性。上的值記錄到。(工)中,J為矩陣
中第i行與第/列所對(duì)應(yīng)的元素。則用下面集合來(lái)表示可辨識(shí)矩陣:
{aeA:。(七)豐a{xj)}D(xJwD(x7)
(q)='。。(七)=O(X/)(3-1)
-1a(xJ=a(Xj);力(七)w7)(%)
其中,i,/
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