由於電力工業與人們日常生活及社會經濟正常執行密不可分，停電故障不但給人們的日常生活帶來了諸多不便，而且會造成巨大經濟損失。因此有必要正確認識系統執行和控制機理，建立完善的故障恢復系統，正確提供故障恢復方案，最大限度地快速恢復停電負荷，恢復系統正常安全穩定執行，將各種損失降到最低。本**在故障恢復研究方面，取得了如下成果：
● 分析了故障恢復一般方法，確立了故障恢復演算法實現指導思想。
● 推導了反映各種恢復措施效果的通用工具——靈敏度矩陣，提供了恢復策略搜尋方向，為獲得全域性最優解創造了條件。
● 得到了操作代價的一般公式描述，定義了反映恢復方案效能優劣的「效能代價比」，為尋找最優恢復方案提供了有效判據。
● 分析了分布式故障診斷程式與故障恢復程式的特點，建立了分布式故障恢復系統模型。
潮流圖是電力系統分析研究、工程計算工作中不可缺少的圖形工具。研究潮流圖自動生成方法，可以節約勞動，提高圖形工具的標準化程度，具有現實意義。在潮流圖自動生成方面，做了如下工作：
● 用物件導向方法描述了系統元件，分析了相簿一體化技術實現方法，為自動生成生成潮流圖奠定了基礎。
● 在圖論基礎知識上得到了一系列推論與結論，設計了簡單連通圖生成演算法，解決了潮流圖自動生成的理論基礎問題，使自動生成潮流圖成為可能。
● 設計了潮流圖自動生成演算法。
● 分析了故障恢復系統圖形化實現方法，並討論了在故障恢復系統中實現故障**過程的方法。
關鍵詞：故障診斷，故障恢復，故障恢復系統，分布式技術，人工智慧技術，數學規劃法，潮流圖，自動生成，簡單連通圖
摘要 1
第0章緒論 1
0.1 引言 1
0.2 研究目的和內容 2
0.3 **結構 3
第1章電力系統故障恢復 3
1.1 引言 3
1.2 系統分析 4
1.3 故障後系統分析 5
1.4 故障診斷分析及程式結構設計 7
1.5 故障恢復 9
1.5.1 故障恢復方法分析 9
1.5.2 故障恢復實現方法研究 10
1.5.3 故障恢復實現過程 19
1.5.4 故障恢復及注意事項 22
1.6 故障恢復系統設計 25
1.6.1 開發故障恢復系統注意事項 25
1.6.2 故障恢復系統設計 26
1.7 小結 29
第2章自動生成潮流圖的研究和實現 29
1.1 引言 29
1.2 作圖系統總體設計 30
1.1.1 結構及功能 30
1.1.2 物件導向的系統及系統元件描述方法 31
1.3 簡單連通圖的生成演算法 36
1.3.1 基礎知識 36
1.3.2 簡單連通圖生成方法 38
1.3.3 生成圖的視覺化設計 51
1.3.4 本節小結 52
1.4 地理位置接線圖 53
1.4.1 廠站元件化簡方法 53
1.4.2 廠站地理座標獲取和管理程式， 54
1.4.3 生成演算法 54
1.4.4 圖元編輯器 55
1.4.5 實現功能 56
1.5 單線圖 56
1.5.1 生成演算法 56
1.5.2 實現功能 57
1.6 廠站主接線圖 57
1.7 小結 57
第3章故障恢復系統的圖形化設計思想 58
3.1 引言 58
3.2 故障恢復過程的圖形化 58
3.3 故障** 59
3.3.1 執行方式設定的圖形化 59
3.3.2 人工編輯故障表 59
3.3.3 故障後系統** 59
3.4 小結 61
第4章結論與展望 61
第5章附錄 62
參考文獻 62
5.1 馬爾金系統： 62
由於電力系統結構的日趨複雜和龐大，經濟排程又使得電力系統執行日漸趨於穩定極限邊緣，各種故障所造成的衝擊和影響變得越來越難以**和控制。由一些簡單故障所引發、因處理不及時或處理過程中的一些異常情況（誤操作、開關拒動等）所導致的故障擴大化或災難性故障在世界範圍內也屢見不鮮。電力系統（尤其是大系統）故障後，各種報警資訊紛繁複雜，如何對它們進行綜合分析，準確地判斷出故障地點、故障性質和停電範圍（稱這個過程為故障診斷），並以此為依據，在充分考慮故障前後系統執行工況的前提下，制定出合理的故障恢復方案以及處理恢復過程中異常情況的策略，準確而快速地進行故障恢復，最大限度地減少停電負荷，防止事故蔓延，將故障損失降到最小（稱這個過程為故障恢復），即便對經驗豐富的排程員也是一項極具挑戰性的工作。
在計算機及其應用技術為高度發展之前，電力系統故障診斷和恢復主要依靠排程員利用經驗知識，在分析使用者停電報告基礎上確定故障性質和停電範圍並制定相應的恢復策略，恢復速度及成功率和排程員經驗的正確性及豐富程度、當時的工作狀態有直接關係。計算機及其應用技術的發展，提高了電力系統自動化水平，變電站監控技術和電能量管理系統（ems）的成功應用，為開發和實施故障恢復系統提供了良好的物質基礎。由於人工智慧技術能夠模擬專家決策過程，實現原理和方法與人類邏輯思維相一致，便於排程員理解和使用，80年代初期第一套成功開發和應用的配電網故障恢復軟體便是基於這種技術實現的[1]。
在故障恢復領域，目前常用的人工智慧技術包括專家系統法、模糊理論法、人工神經網路法、遺傳演算法、petri網路法等[1~5]。專家系統結構簡單，易於實現，缺點是獲取和維護完備知識庫比較困難，當系統龐大時推理過程中搜尋、匹配知識規則速度緩慢，容錯能力差，且不具備自學習能力；模糊理論適應於處理不確定問題，知識庫因使用語言變數表述專家經驗而更接近於人的表達習慣，可以根據模糊度的高低得到問題的多個不同解決方案，但由於一般的模糊系統採用與專家系統類似的結構，所以它具有與專家系統相同的缺陷；人工神經網路最大的優點是學習能力強，具有強大的容錯能力，且由於神經元之間具有相對獨立性，便於並行處理，執行速度快，但其訓練困難且學習演算法收斂性差，推理過程存在嚴重缺陷（內插效能良好，外推結果誤差較大），使用過程中人機互動能力差；遺傳演算法不涉及複雜數學演算法，並能夠得到全域性最優解或區域性最優解，但存在建模困難，最優交叉和變異運算元及相應引數難以確定等缺點；petri網路法是研究和模擬系統同時發生、次序發生或迴圈發生的各種活動的理想工具，適用於故障診斷領域[6]。人工智慧技術應用於故障恢復領域所遇到的最大障礙是描述大系統時存在一定困難，無法有效地對控制措施進行量化，不能處理複雜的異常情況，難以得到最優解。
綜合使用兩種以上方法，可以有效彌補彼此不足，增強各自優勢，在實際應用中取得了積極成果[7]。
為了彌補人工智慧技術的不足，數學規劃法被引入了故障恢復領域[8]。數學規劃法的基本思想是將研究物件用數學方法加以詳盡描述後，用數值分析方法得到可行解。將數學規劃法引入故障恢復領域，可以將離散的控制措施用嚴格的數學公式加以描述，明確地量化各種控制措施的作用，便於得到最優措施組合。
常用方法有整數規劃法、混合整數規劃法等。在故障恢復系統中單純運用數學規劃法存在如下困難：故障診斷是基於scada資訊對網路進行拓撲分析以確定故障位置和故障型別，需要過多的邏輯判斷，一般數學推理難以湊效；故障恢復過程要考慮大量的離散控制方法及約束條件，建立數學模型比較困難；故障恢復方案的求解是乙個多目標、多階段的混合非線性多約束優化問題[9]，求解的收斂性難以保證等。
目前實現的故障恢復系統，多是集中式的[1,2]。基於分布式技術的故障診斷方法已經出現[10]，但尚未見到有關分布式故障恢復系統的文獻。在故障恢復中採用分布式解決方案，即根據實際情況將大系統分解為規模相當的若干子系統，分別建立故障恢復子系統處理本區域內故障，各子系統之間的資訊互動和聯合計算通過乙個智慧型集中管理系統協調，具有下述優點：
簡化了考慮問題的複雜程度，從而也簡化數學模型，提高了數值計算的收斂性；縮小知識庫規模，降低建立規則庫的難度，增強系統的可維護性；計算過程中可採用並行技術對故障子區域同時處理，提高計算速度，加快恢復策略的搜尋等。
如何將人工智慧技術和數學規劃法有機地結合起來（即用人工智慧技術的邏輯推理和模式識別能力處理資訊源，完成故障診斷程式和由數學規劃法實現的恢復演算法的呼叫，並將計算結果提交給由人工智慧技術實現的輸出程式，實現恢復策略的合理組合和人性化描述），並用分布式技術加以實現，是實現故障恢復系統過程中所需解決的問題。
繪製電力系統網路拓撲結構圖形，並在圖上標出潮流計算結果（簡稱潮流圖），是電力系統分析研究、工程計算工作中不可缺少的一部分。常用潮流圖包括單線圖、地理位置接線圖和廠站主接線圖。幾十年來，國內外電力系統規劃設計、排程執行等部門，設法採用各種手段繪製電力系統潮流圖，卻始終沒有改變手工繪製潮流圖的局面。
物件導向技術及相關計算機語言的出現，提供了元件（物件）描述和元件(物件)顯示一一對應程式設計方法實現可能性，使在元件庫基礎上自動生成潮流圖成為可能。
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