Введение к работе
з
Актуальность темы
Автоматизированные системы диспетчерского управления (АСДУ) энергосистемами должны обеспечивать эффективность и надежность управления при высоком уровне квалификации оперативного персонала. Однако многие важные функции диспетчерского управления, краткосрочного планирования режима и подготовки оперативного персонала остаются слабо автоматизированными, поскольку для них не существует адекватных математических моделей в рамках традиционных алгоритмических подходов . Решение многих важных задач диспетчерского управления энергосистемами и подготовки оперативного персонала энергосистем осуществляется без поддержки средств автоматизации — на основе эвристических правил, опыта персонала. При этом к персоналу, решающему эти задачи, предъявляются столь высокие требования по объему перерабатываемой информации и производительности этой переработки, что "человеческие" ошибки становятся неизбежными. Ущерб, связанный с такими ошибками, часто недопустимо велик.
Существенное повышение уровня автоматизации при оперативном управлении энергосистемами и при подготовке оперативного персонала является важной народнохозяйственной задачей. Решение этой задачи связано с использованием новых информационных технологий: методов искусственного интеллекта и экспертных систем. Применение этих технологий без учета специфических требований задач электроэнергетики не обеспечивает решения проблемы — этим объясняется сравнительно слабое использование экспертных систем в АСДУ энергосистемами. Предложенная автором диссертации стратегия использования новых информационных технологий предполагает первоочередное создание интеллектуальных инструментальных средств (ИИС), удовлетворяющих требованиям АСДУ энергосистемами (в отношении производительности и потребных ресурсов). На основе ИИС построены прикладные интеллектуальные системы для решения важных задач диспетчерского управления энергосистемами и подготовки оперативного персонала.
Работы автора диссертации, опубликованные начиная с середины 70-х годов, представляют теоретическую базу создания ИИС и их использование в автоматизации важных функций АСДУ энергосистемами.
Результаты выполненных лично автором исследований и разработок подробно охарактеризованы в 35 печатных работах, в том числе в 5 монографиях. Перечень работ приведен в разделе "Публикации".
Цели работы
Целью диссертационной работы является обеспечение на основе построения и использования ИИС автоматизации таких важных функций оперативного управления в энергосистемах (УЭ), как следующие:
диалог оперативного персонала с автоматизированными системами на естественном языке,
краткосрочное планированеи ремонтов оборудования (проработка ремонтных заявок),
построение тренажеров оперативных переключений.
Специфическими требованиями для задач автоматизищш УЭ является максимальное удобство взаимодействия с пользователями, высокая реактивность при минимальной ресурсоемкости вычислительных средств. В применении к интеллектуальным системам для задач УЭ эти требования необходимо развить, добавив необходимость иметь в составе ИИС развитые средства для представления знаний о "топологии" энергосистем (в частности, для представления электрических схем, включая расположение и функции устройств автоматики и релейной защиты) и средства для представления рассуждений экспертов-технологов.
В соответствии с этими основными требованиями в диссертационной работе решаются следующие задачи:
разработка теоретической и методической основы для построения интеллектуальных систем для задач УЭ;
создание инструментальных интеллектуальных средств, удовлетворяющих требованиям УЭ и разработка методики построения прикладных интеллектуальных систем на базе ИИС;
— разработка ряда прикладных интеллектуальных систем для задач опера-
тивного диспетчерского управления, краткосрочного планирования и подготовки оперативного персонала.
Научная новизна и практическая ценность работы
К новым результатам диссертационной работы, представляемой к защите, относятся:
разработка и реализация логико-лингвистического метода семантических групп для представления знаний о структуре (топологии) предметной области в инструментальных интеллекуальных системах,ориентированных'на применение в УЭ,
реализация метода виртуальной семантической сети для организации процедуры вывода в ИИС ответа на вопрос, сформулированный на ограниченном естественном языке,
разработка и реализация метода вопросного программирования, основанного на концепции программ-рассуждений и предназначенного для организации специализированного логического вывода для функций УЭ,
разработка методов построения прикладных интеллектуальных систем для решения задач из области УЭ,
разработка способов развития выразительных возможностей ограниченного естественного языка в ИИС для задач УЭ.
В совокупности эти результаты образуют методологическую основу для построения инструментальных и прикладных интеллектуальных систем для использования в области управления энергосистемами.
Практическая ценность результатов работы состоит в разработке на основе ИИС и внедрении прикладных автоматизированных систем для важнейших функций управления энергосистемами:
естественно-языковой диалоговой системы оперативно-информационных комплексов "Диспетчер" для диспетчерского управления (внедрена в ОДУ ЕЭС и в ряде энергосистем),
интеллектуальной системы-советчика ЭСОРЗ по режимной проработке заявок на вывод в ремонт электротехнического оборудования (внедрена в ОДУ ЕЭС и в одной из энергосистем);
интеллектуальной системы-советчика ЭСКАН по проработке заявок, связанных с выводом в ремонт каналов противоаварийной автоматики и телемеханики (внедрена в ЦЦУ ЕЭС и в одной энергосистеме),
интеллектуальной системы-советчика СЭЗАР по проработке ремонтных заявок, связанных с устройством релейной защиты (внедрена в двух энергосистемах),
интеллектуальной системы-тренажера ТОП по оперативным переключениям (внедрена в ЦДУ ЕЭС, в ряде энергосистем и сетевых предприятий).
Перечисленные прикладные системы созданы на базе инстументальной интеллектуальной системы МИМИР, основанной на методологической основе построения ИИС, разработанной в рамках данной диссертации.
Апробация
Результаты диссертации докладывались на IX Всесоюзной конференции по проблемам автоматического управления (Москва, 1985), на Общемосковском семинаре по проблемам искусственного интеллекта (Москва, 1982), на VII Всесоюзном совещании по проблемам управления (Минск, 1977), Всесоюзной научно-технической конференции "ЭВМ-76" (Киев, 1976), IV Всесоюзной с международным участием конференции по нейрокибернетике (Ростов-на-Дону, 1976), семинаре "Знание-Диалог-Решение" (Ленинград, 1991), Всесоюзном совещании по экспертным системам (Суздаль, 1990),на семинаре-совещании "Методические и компьютерные средства подготовки персонала электроэнергетики" (С-Петербург, 1995).
