基于神经网络、模糊理论的变压器油中气体诊断专家系统

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2006年第8期东北电力技术基于神经网络、模糊理论的变压器油中气体诊断专家系统GasDiagnosisonTransformerOilBasedonNeutralNetworkandFuzzyTheory厉劫种，周宁，吕彬(1．武汉大学电气工程学院，湖北武汉430072；2．北京电力公司，北京100031)摘要：介绍基于人工智能理论中的模糊理论和神经网络理论建立起来的变压器油中气体诊断黑板型专家系统。专家系统具有启发性、透明性、高性能和灵活性的特点。系统不仅能够利用模糊理论来解决变压器故障诊断时出现的复杂性、经验性和模糊

2、性等问题，还能利用神经网络的良好模式分类能力和自学习功能来不断提高整个系统的故障诊断精度，从而有效克服了以往采用单一方法进行诊断时所固有的诊断出错或诊断结果不全面的问题等缺点，提高电力变压器绝缘诊断的准确度。关键词：神经网络；模糊理论；变压器油中气体诊断黑板型专家系统[中图分类号]TM85[文献标识码]B[文章编号]1004—7913(2006)08—0025—04变压器是输变电系统中最重要的设备之一，其家系统知识的子系统，包括相关领域的学术著作、运行的可靠性直接影响整个电力系统的安全运行及教科书中的知识和领域专家在长期实践中所获得的经济效益。随着大容量变压器的日益广

3、泛应用，其经验知识等，是专家系统的核心。运行状态的监测对变压器的合理使用和维修、故障预测以及配电管理等有着极为重要的意义。传统的巡视、定期检查等方法因缺乏针对性和连续性，已一垂不适应现代变电配电管理。常规变压器油中溶解气体诊断属于单故障、渐发性故障的简单诊断方法，知识获取卜———————专家或实践而电气设备的内部故障往往是由某一故障引发多故障或前期征兆信号微弱的潜伏性多故障引发突发性图1专家系统的功能结构故障，因此，传统诊断方法所诊断的结果准确率不高。以神经网络、模糊理论为基础，构建了一个完b．推理机是能运用知识进行推理并解决特定备的电力变压器油中气体诊断黑板型专家系

4、统，提问题的功能模块，根据输入的数据，利用知识库的高电力变压器绝缘诊断的准确度。专家知识，按一定的推理策略去解决问题。c．综合数据库是一种特殊的寄存器，用于存1专家系统储诊断问题领域内的原始特征数据、推理过程中得专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的到的各种中间信息和解决问题后输出结果的信息。程序系统，应用人工智能技术和计算机技术，根据d．解释接口是一种人机交互程序，负责回答某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推用户提出的问题，对推理的路线和提问的含义给出理和判断，模拟人类专家的决策过程，解决需要人必要的清晰的解释，同时也是一个可发现系统不合类专家处理的复杂问

5、题。通常一个以规则为基础、理性或者存在错误的调试工具。以问题求解为中心的专家系统主要包括5个组成部e．知识获取模块是专家系统中能将某专业领分：知识库、推理机、综合数据库、解释接口(人域内的事实性知识和领域专家特有的经验性知识转机界面)和知识获取。各部分之间相互关系如图l化为计算机可利用的形式并送入知识库的功能模所示。块，同时负责知识库中知识的修改、删除和更新，a．知识库是为解决实际问题而储存和管理专并对知识库的完整性和一致性进行维护。维普资讯http://www.cqvip.com26东北电力技术2006年第8期b．知识库。一个黑板模型结构一般包含若干2变压器油中溶解

6、气体智能诊断黑板型个知识源。知识源是描述某个独立领域问题的知识专家系统及其知识处理方法的知识库，包含了求解问题所需变压器绝缘故障诊断需要融合多种方法综合分要的各个侧面知识；知识源分别存放，而且相互独析各种现场数据，从而得出绝缘状况的正确评价立。知识源从黑板结构上获取信息，信息的更新是黑板模型是基于多知识源协同求解问题的最有效的通过建立、删除和修改来实现。每个知识源的作用途径之一，特别适合于像变压器绝缘复杂故障的诊域为黑板结构上的几个信息层次，它们之间不能进断。变压器绝缘诊断黑板型专家系统主要由知识行直接通信或相互调用。必须通过黑板发生联系。库、数据库、黑板、黑板监控调

7、度程序组成，其结e．黑板。黑板用来存储数据、传递信息和处构如图2所示。理方法的数据库，是系统存放信息的全局数据库。黑板知识库整个黑板分成若干个信息层，记录了知识源所需要信息层n故障大致部位知识层n搜索故障类型表的信息和产生的假说，能提供给所有的知识源共信息层2初判故障性质@知识层2神经网络定性享。信息层1是否故障及趋势俞知识层1特征气体法各知识源所利用和修改的数据分别放在黑板的V不同层次上。下层的信息经过相应的知识源处理后I黑板监督程序k}r的结果，放人黑板的上一层，由调度程序激发上一层知识源进行处理，并最后在黑板的最顶层得到变压器的绝缘状况的诊断结