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电力系统是将一次能源转换为电能并输送和分配到用户的复杂巨系统,由发电、变电、输电和配电四个环节构成,是目前世界上规模最大的人工系统之一。电力系统运行的特点就是生产与消费同时,一旦发生故障,将直接影响终端用户,造成直接的经济损失。随着科学技术的发展,现代电力系统已进入到特高压、超高压、大电网、大机组时代,作为国民经济最重要的基础设施之一,系统的安全稳定运行直接关系到国计民生和国家的安全,运用先进的理论、方法和技术,尽可能降低电力系统故障的发生,减少故障发生带来的损失,一直是电力系统运行的核心和关键问题之一。本文以电力系统故障分析为主题,把知识管理和信息系统开发相结合,研究面向电力系统故障分析的创造力支持系统。
首先,论文系统地梳理了创造力理论,对比研究了古典创造力理论与现代创造力理论、五种创造性思维模型、五种创造技法;深入研究了创造力支持系统;综述了创造力支持系统的发展历程:对比研究了三种典型的创造力支持系统;给出了创造力支持系统的组成要素;提出了创造力支持系统的体系结构,为构建电力系统故障分析创造力支持系统奠定了基础。
其次,本文建立了面向电力系统故障分析的创造力支持系统,详细论述了面向电力系统故障分析的创造力支持系统的组成要素和体系结构。
为了实现电力系统故障分析创造力支持系统,本文研究了本体论建模技术,基于本体论方法建立了面向电力系统故障分析的能量管理模型,扩展了UML描述语言,用扩展的UML描述建立了面向电力系统故障分析的能量管理系统模型。
本文采用Pawlak教授提出的粗集(Rough Set)理论实现了面向电力系统故障分析的创造力支持系统的知识获取。基于差别矩阵实现了知识表达系统的约简,基于决策矩阵实现了规则提取;深入研究了知识表达系统预处理,离散化连续取值属性;研究了几类特殊的知识表达系统,包括多值知识表达系统、不完整知识表达系统、不相容知识表达系统,拓展了粗集理论的实际应用。为电力系统故障分析提供了全过程的知识获取支持。
再次,本文研究了创造力支持系统知识推理集成方法,采用规则推理和案例推理综合方法,实现面向电力系统故障分析的创造力支持系统的推理集成,为知识处理过程提供决策支持;提出了基于智能主体的创造力支持系统集成方法,实现了面向电力系统故障分析的创造力支持系统的原型系统,系统运行取得很好的运行效果,给出了基于该系统的一次故障分析的详细过程。总结了本文研究的内容,指出了有待进一步研究的课题。
论文研究验证了创造力支持系统可以通过揭示人脑思维模型中隐藏的结构来激发人的创造力,创造力支持系统可以将积累知识、利用知识完成对人类的创造力过程支持,可以实现知识共享、知识创造。
本文的主要研究成果获江苏省科技成果转化基金(BH2004022)项目的资助。