智能分析与辅助决策系统课件(PPT 44张)
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智能决策支持系统 PPT课件
2．知识的表示和推理技术
产生式规则 概念：产生式规则是专家系统中应用最广泛的 知识表示和推理，又称产生式规则表示法，一般 表示形成为：IF A THEN B ，即如果A成立则B成 立，简化为A→B． A 是产生式的前提，用户提出 该产生式是否可用的条件； B 是一组结论式操作，
一般性规则
1．决策推理与决策支持系统
DSS中的决策过程
探索型归纳的决策过程：
在探索型归纳中 , 归纳推理部分即各种类型算
法调用。如下图所示：
数 据 （数据仓库）
算法调用
一般性规则
2．知识的表示和推理技术
知识表示在人工智能和专家系统中是最重要
的问题之一。知识表示实际上就是对人类知识的
一种描述，把人类知识表示成计算机能够处理的
型表示中 , 数据（仓）库数据作为数学模型的
参数输入 , 而演义推理则用方法库中方法调用
方式实现。基于数学模型的演绎决策过程如 下图所示：数学公式
参 数 （数据仓库） 方法调用 个体事实 （数据）
1．决策推理与决策支持系统
DSS中的决策过程
基于逻辑模型的演绎决策过程：在逻辑模
型表示中Hale Waihona Puke , 数据（仓）库数据作为假设前提输
②探索型归纳：是一种创造力较为强大的归纳推
理,这种推理一般没有预先设想的模型 ,而仅有一 些大致的范围与轮廓 , 因此 , 这种推理难度较大 , 推理方法也多。目前这种推理称为数据挖掘。如 关联分析、分类分析、聚类分析。
1．决策推理与决策支持系统
DSS中的决策过程
基于数学模型的演绎决策过程：在数学模
理。
1．决策推理与决策支持系统
电脑的决策推理
电脑的归纳推理方法 ：
第四章人工智能的决策支持和5课件
智能决策支持系统的具体集成结构形式 如下图所示。
数据库 DB
动态 DB
DSS 控制 系统
问题综合 与
交互系统
推理机 和
解释器
模型库 MB
综合系统
集成系统
知识库 KB
DSS
ES
图4.30智能决策支持系统集成结构图
IDSS中DSS和ES的结合主要体现在三个方面:
1. DSS和ES的总体结合。由集成系统把DSS和ES有 机结合起来(即将两者一体化)。
决策支持系统（DSS）与人工智能 （Artificial Intelligent , AI）技术相结 合的系统。
人工智能技术主要利用知识推理，完成 定性分析。
人工智能技术融入决策支持系统后，使 DSS在模型技术与数据处理技术的基础 上，增加知识推理技术，提高辅助决策 能力。
4.6.2 智能决策支持系统结构
2. KB和MB的结合。模型库中的数学模型和数据处 理模型作为知识的一种形式，即过程性知识，加入 到知识推理过程中去。
3. DB和动态DB的结合。DSS中的DB可以看成是 相对静态的数据库，它为ES中的动态数据库提供初 始数据，ES推理结束后，动态DB中的结果再送回到 DSS中的DB中去。
DSS和ES并重的IDSS结构
3）遗传算法是模拟生物遗传过程的群体优化 搜索方法；
4）机器学习是让计算机模拟和实现人类的学 习，获取解决问题的知识；
5）自然语言理解是让计算机理解和处理人类 进行交流的自然语言。
2．智能决策支持系统结构形式
1）基本结构 智能决策支持系统（IDSS）＝决策支持系统 （DSS）＋人工智能（AI）技术 IDSS基本结构如图4.1所示。
该系统是我们和南京林业大学合作完成的。
数据库 DB
动态 DB
DSS 控制 系统
问题综合 与
交互系统
推理机 和
解释器
模型库 MB
综合系统
集成系统
知识库 KB
DSS
ES
图4.30智能决策支持系统集成结构图
IDSS中DSS和ES的结合主要体现在三个方面:
1. DSS和ES的总体结合。由集成系统把DSS和ES有 机结合起来(即将两者一体化)。
决策支持系统（DSS）与人工智能 （Artificial Intelligent , AI）技术相结 合的系统。
人工智能技术主要利用知识推理，完成 定性分析。
人工智能技术融入决策支持系统后，使 DSS在模型技术与数据处理技术的基础 上，增加知识推理技术，提高辅助决策 能力。
4.6.2 智能决策支持系统结构
2. KB和MB的结合。模型库中的数学模型和数据处 理模型作为知识的一种形式，即过程性知识，加入 到知识推理过程中去。
3. DB和动态DB的结合。DSS中的DB可以看成是 相对静态的数据库，它为ES中的动态数据库提供初 始数据，ES推理结束后，动态DB中的结果再送回到 DSS中的DB中去。
DSS和ES并重的IDSS结构
3）遗传算法是模拟生物遗传过程的群体优化 搜索方法；
4）机器学习是让计算机模拟和实现人类的学 习，获取解决问题的知识；
5）自然语言理解是让计算机理解和处理人类 进行交流的自然语言。
2．智能决策支持系统结构形式
1）基本结构 智能决策支持系统（IDSS）＝决策支持系统 （DSS）＋人工智能（AI）技术 IDSS基本结构如图4.1所示。
该系统是我们和南京林业大学合作完成的。
智能决策理论与方法解析PPT课件精选全文
Confidence | A B | | A|
2024年9月23日3时49分
第16页/共52页
知识发现—基本概念 • 分类(等价关系，判别)：按类标签(为数据库中的某属性集，一般仅包含一个属性)对数据库中的对象 进行分类，具有相同标签值或标签值在指定区间内的对象属于同类。分类规则是判断某个对象属于某 类的充分条件即对象具有某类的属性时则表示该对象属于该类。其规则形式一般为IF LogicExp Then A类 Else B类。主要方法：逻辑回归、判别分析、决策树、ANN、粗糙集、SVM等。
• 解决问题的主要理论方法：人工智能与不确定性理论
2024年9月23日3时49分
第1页/共52页
智能决策理论与方法
1、智能决策理论的形成背景 2、知识发现 3、机器学习 4、不确定性理论
2024年9月23日3时49分
第2页/共52页
智能决策理论与方法—形成背景
• 人类面临越来越复杂的决策任务和决策环境：
• 针对可建立精确数学模型的决策问题，由于问题的复杂性，如组合爆炸、参数过多等而无法获得问题 的解析解，需要借助AI中的智能搜索算法获得问题的数值解；
• 针对无法建立精确数学模型的不确定性决策问题、半结构化或非结构化决策问题，需要借助AI方法建 立相应的决策模型并获得问题的近似解。
2024年9月23日3时49分
mm
profit
age
20
30
40
50
2024年9月23日3时49分
0
回归模型 0
第20页/共52页
neural liner
500
100 mins
0
知识发现—基本概念
• 数据挖掘方法
Data Mining
智能分析与辅助决策系统课件
路ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ漫其悠远
智能分析与辅助决策系统
路漫漫其悠远
按电网运行状态分类
路漫漫其悠远
功能分类
1 停电范围分析 2 停电负荷转供 3 过载负荷转供 4 合环风险分析 5 供电风险分析 6 拉闸限电辅助决策 7 单相接地拉路辅助决策 8 综合故障分析 9 区域备自投系统
路漫漫其悠远
停电范围分析
根据网络拓扑搜索发现停电设备及范围，包 括厂站、变压器、线路和重要用户，并统计 损失负荷情况，用于操作前、检修计划安排 和故障发生后的停电范围检查。 • 特点： • 可模拟各种类型的设备的故障（线路，变压 器，母线，开关等） • 可模拟多个设备同时发生故障 • 模拟故障时可考虑备自投的动作情况。 • 分析受影响的重要用户及保电用户等信息。
路漫漫其悠远
检修风险分析
• 主要功能：
– 对于正常运行方式和检修方式下的电网薄弱环节做出判断，并给出控制 风险方案，确定风险等级
– 正常方式下，主要是根据厂站内网络设备的个数确定出网络的薄弱环节 – 检修方式下，系统主要功能如下：
设置检修设 备
系统给出检 修方式安排 ，按优先级 排列
运方可选择出最佳 方案
• 对给出的策略自动进行潮流校核以避免在策略中 引起新的设备过载。
路漫漫其悠远
220kV线路过载转供
• 220kV线路过载
220kV A
220kV B
220kV C
220kV D
• 可根据拓扑关系自动计算应220kV线路过载 应转移的负荷量，例如对220kV A站与B站 之间的线路过载，可能转移的负荷为B站所 带的110kV变电站集合或220kV D站所带的 110kV变电站。
路漫漫其悠远
电网风险评估-系统流程
智能分析与辅助决策系统
路漫漫其悠远
按电网运行状态分类
路漫漫其悠远
功能分类
1 停电范围分析 2 停电负荷转供 3 过载负荷转供 4 合环风险分析 5 供电风险分析 6 拉闸限电辅助决策 7 单相接地拉路辅助决策 8 综合故障分析 9 区域备自投系统
路漫漫其悠远
停电范围分析
根据网络拓扑搜索发现停电设备及范围，包 括厂站、变压器、线路和重要用户，并统计 损失负荷情况，用于操作前、检修计划安排 和故障发生后的停电范围检查。 • 特点： • 可模拟各种类型的设备的故障（线路，变压 器，母线，开关等） • 可模拟多个设备同时发生故障 • 模拟故障时可考虑备自投的动作情况。 • 分析受影响的重要用户及保电用户等信息。
路漫漫其悠远
检修风险分析
• 主要功能：
– 对于正常运行方式和检修方式下的电网薄弱环节做出判断，并给出控制 风险方案，确定风险等级
– 正常方式下，主要是根据厂站内网络设备的个数确定出网络的薄弱环节 – 检修方式下，系统主要功能如下：
设置检修设 备
系统给出检 修方式安排 ，按优先级 排列
运方可选择出最佳 方案
• 对给出的策略自动进行潮流校核以避免在策略中 引起新的设备过载。
路漫漫其悠远
220kV线路过载转供
• 220kV线路过载
220kV A
220kV B
220kV C
220kV D
• 可根据拓扑关系自动计算应220kV线路过载 应转移的负荷量，例如对220kV A站与B站 之间的线路过载，可能转移的负荷为B站所 带的110kV变电站集合或220kV D站所带的 110kV变电站。
路漫漫其悠远
电网风险评估-系统流程
智能分析与辅助决策系统课件(PPT 44张)
沥 沙
北 郊
鹿 鸣 ＃ 2变
犀 牛
罗 涌
泮 塘 广 铁 铁 南 芳 村 润 州 电 厂 富 山 鱼 飞 珠 江 电 厂 番 禺 大 良 乌 洲 小 乌 合 兴 都 宁 展 能 电 厂 虎 桥 迎 宾
广 南
亚 村
狮 洋
110kV线路过载转供
• 普通运行方式
• 通过开关的合、分得到相应的转移策略， 相当于备自投动作。
• •
• • •
停电负荷转供
• 停电负荷转供辅助决策功能模块提供负荷 供电转供的方案。根据给定的目标设备分 析其影响负荷，并将受影响负荷安全转至 新电源点。提出包括转供路径、转供容量 在内的负荷转供操作方案。
停电负荷转供
当电网发生故障导致设备失压时,调度员比 较关心的是： 1）事故前供电方式 2） 哪些设备或断面过载了？ 3）哪些设备和断面有裕度可以提供转电和 复电 4）有哪些复电路径？ 5）220kV线路跳闸后，如果再发生N-1会 不会导致其它断面过载？
拉闸限电辅助决策
拉闸限电辅助决策
拉闸限电辅助决策
综合故障分析查询
• 根据保护信号、事项信息、开关跳闸及遥 测信息定位发生故障的设备。 • 可考虑开关拒动及上下级配合的关系。 • 基于专家系统的特殊规则进行故障定位。
综合故障分析-保护动作查询
综合故障分析-故障查询
区域备自投 串供情况下站内备自投存在的问题: 1 使用站内的信号不能从全网的角度来考虑电网的 可靠性; 2 不能考虑较为复杂的过载情况; 3 对于两个及以上的站的串供的情况，站端备自投 动作后通常会造成一个或以上的厂站失电失压。
设备重载过载处理
在线单相接地监视
单相接地拉路辅助决策
按电网运行状态分类
第四章-决策支持与人工智能PPT课件
– 知识逻辑：基于知识的表示方法。如谓词逻辑、产
生式、语义网络。
2020年3月18日星期三
15
DSS 组成部分
模型库：模型集合。
模型库管理系统
–生成模型和管理模型的软件系统。
–创建模型：通过交互式集成环境，通过问题抽象（问 题定义、定性定量因素定义、模型元定义）提供模型、 算法等生成问题模型。
–模型管理：模型的组织（运用一个或多个模型的组合 试探，完成决策）、检验（样例测试）、维护（删除、 修改）
DSS用于模拟或验证决策方案，发现决策方案中可能存 在的问题。 DSS是一个仿真工具。
▪规范支持型
决策者提供决策数据和要求，DSS完成决策过程。
▪扩展支持型
DSS用于向决策者提供决策方案，并通过人机交互，尊 重决策者的判断，启发诱导决策者，获得高质量决策。
2020年3月18日星期三
11
DSS 组成部分
2020年3月18日星期三
5
决策的类型
根据决策问题的周期性决策可分为： ▪ 重复决策
重复发生, 通常有周期性. ▪ 非重复决策
不经常发生, 或许只发生一次.
2020年3月18日星期三
6
商业智能IT 类型
▪决策支持系统(Decision Support Systems,DSS）
▪群决策支持系统(Group Decision Support Systems,
▪ 支持群体决策：综合不同人员的专业知识；将复杂问
题分解成不同专业领域的小问题，并行解决，提高决
策效率。
▪ 克服群体会议的缺点，决策者的决策行为不受干扰。
▪ 实现跨时空的群体决策。
▪ GDSS 帮助小组产生思想, 找到优势和不足,选择方案,
智能决策理论与方法-PPT
❖ 决策树学习采用自顶向下得递归方式,在决策树得内部结点 进行属性值比较并根据不同得属性值判断从该结点向下得分 支,在叶结点得到结论。从根结点到每个叶结点都有唯一得 一条路径,这条路径就就是一条决策“规则”。
❖ 当经过一批训练实例集得训练产生一颗决策树,那么该决策 树就可以根据属性得取值对一个未知实例集进行分类。所有 得决策树都有一等价得ANN表示;也可用SVM实现相同得功 能。
x | x | x
阈值型函数:
f
(x
)
1
1
x x
sigmoid函数:
1
1 ex
f (x) 1 ex or f (x) 1 ex
机器学习—神经网络
感知机学习算法:(选取f为阈值函数,学习权值向量w) (1)初始化:将权值向量与阈值赋予随机量,t=0 (2)连接权得修正:设训练样本得输入为x1,、、、, xi,、、、,xn,期望输出为yj,进行如下计算: 计算网络输出:y(t)= f(iwij(t)xi(t)-j(t)) 计算期望输出与实际输出得误差:e(t)=yj-y(t) 若e=0,则说明当前样本输出正确,不必更新权值,否 则更新权值与阈值
典型规则:
ji
t
1
ji
t
E
ji t
❖ 其她最流行得网络结构:径向基函数(RBF)神经网络、自组织 映射(SOM)、Hopfield网络等。
❖ Matlab提供了一套神经网络工具箱(Neural Networks Toolbox),其中包含了一组new函数,用以创建各种类型得神 经网络。
机器学习—神经网络
上述过程一直持续到所有得输出单元得到输出为止,最后 一层得输出就就是网络得输出。
❖ 因此,神经网络就是一个黑匣子。
❖ 当经过一批训练实例集得训练产生一颗决策树,那么该决策 树就可以根据属性得取值对一个未知实例集进行分类。所有 得决策树都有一等价得ANN表示;也可用SVM实现相同得功 能。
x | x | x
阈值型函数:
f
(x
)
1
1
x x
sigmoid函数:
1
1 ex
f (x) 1 ex or f (x) 1 ex
机器学习—神经网络
感知机学习算法:(选取f为阈值函数,学习权值向量w) (1)初始化:将权值向量与阈值赋予随机量,t=0 (2)连接权得修正:设训练样本得输入为x1,、、、, xi,、、、,xn,期望输出为yj,进行如下计算: 计算网络输出:y(t)= f(iwij(t)xi(t)-j(t)) 计算期望输出与实际输出得误差:e(t)=yj-y(t) 若e=0,则说明当前样本输出正确,不必更新权值,否 则更新权值与阈值
典型规则:
ji
t
1
ji
t
E
ji t
❖ 其她最流行得网络结构:径向基函数(RBF)神经网络、自组织 映射(SOM)、Hopfield网络等。
❖ Matlab提供了一套神经网络工具箱(Neural Networks Toolbox),其中包含了一组new函数,用以创建各种类型得神 经网络。
机器学习—神经网络
上述过程一直持续到所有得输出单元得到输出为止,最后 一层得输出就就是网络得输出。
❖ 因此,神经网络就是一个黑匣子。
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220kV线路过载转供
花 都
韶 关 电 厂 林 益 武 花 朗 新 瑶 岗 石 井
天 生 桥
从
潖 江
化
中 新 电 厂
空 港 田 心 炭 步 郭 塘 嘉 禾 汉 田
绿 洲 荔 城 新 塘 冯 屋 陈 屋
增 城
宁 西 科 城 茶 山 鹿 鸣 ＃ 1变 天 河 炼 化 猎 德 伍 仙 门 昌 岗 #1变 ＃ 1、 3变 赤 沙 瑞 宝 花 地 昌 岗 #2变 厚 德 珠 钢 黄 B、 瑞 明 儒 林 黄 埔 A厂 开 元 恒 运 C厂 麒 麟 潭 村 伍 仙 门 ＃ 2变 棠 下 奥 林 恒 运 D厂 碧 山 华 圃 联 众
沥 沙
北 郊
鹿 鸣 ＃ 2变
犀 牛
罗 涌
泮 塘 广 铁 铁 南 芳 村 润 州 电 厂 富 山 鱼 飞 珠 江 电 厂 番 禺 大 良 乌 洲 小 乌 合 兴 都 宁 展 能 电 厂 虎 桥 迎 宾
广 南
亚 村
狮 洋
110kV线路过载转供
• 普通运行方式
• 通过开关的合、分得到相应的转移策略， 相当于备自投动作。
停电负荷转供
过载负荷转供
• 过载负荷转供辅助决策功能模块根据过载 设备（如220kV线路、稳定断面、220kV主 变及110kV线路等）的过载量大小给出相应 的过载转移方案以消除设备的过载情况， 给出的方案可使电网在一个新的状态下安 全、稳定运行。
过载负荷转供
当发生设备或断面过载时，调度员比较关心 的是： • 哪些设备和断面有裕度可以提供转电，转 电后是否会导致过载？ • 如果过载是否可以提前前转走部分负荷后 再实施过载设备和断面的转电（二次转电 ）。
智能分析与辅助决策系统
正常状态
在线故障监视 供电风险分析 · 薄弱设备 · 转移方案 · 风险定级 合环风险分析 · 合环电流 · 环路设备N-1、 短路扫描 智能综合防误 智能操作票
故障状态
综合故障分析
专家知识库
停电范围分析
事故处理辅助决策 · 故障隔离 · 恢复供电
智能综合防误 电网模型 实时量测数据 网络分析 负荷转供 智能安全预警 · 在线N-1扫描 · 在线短路容量扫描 拉闸限电辅助 决策
110kV线路过载转供
• 串供+线变组运行方式
稳定断面过载转供（封闭断面）
稳定断面过载转供（终端断面）
供电风险分析
• 供电风险分析功能模块通过网络拓扑及实 时数据进行相关的分析判断，根据一些常 见风险和自定义风险的特征，以及风险触 发条件和要求，进行全面的甄别、判断、 分析、归类，给出可能出现的风险并进行 准确、全面的提示。可为调度相关人员进 行操作、故障处理等提供必要的提醒和辅 助依据，包括重要用户监视、特殊运行方 式监视及检修风险分析等。
• •
• • •
停电负荷转供
• 停电负荷转供辅助决策功能模块提供负荷 供电转供的方案。根据给定的目标设备分 析其影响负荷，并将受影响负荷安全转至 新电源点。提出包括转供路径、转供容量 在内的负荷转供操作方案。
停电负荷转供
当电网发生故障导致设备失压时,调度员比 较关心的是： 1）事故前供电方式 2） 哪些设备或断面过载了？ 3）哪些设备和断面有裕度可以提供转电和 复电 4）有哪些复电路径？ 5）220kV线路跳闸后，如果再发生N-1会 不会导致其它断面过载？
设备重载过载处理
在线单相接地监视
单相接地拉路辅助决策
按电网运行状态分类
功能分类 1 停电范围分析 2 停电负荷转供 3 过载负荷转供 4 合环风险分析 5 供电风险分析 6 拉闸限电辅助决策 7 单相接地拉路辅助决策 8 综合故障分析 9 区域备自投系统
停电范围分析
根据网络拓扑搜索发现停电设备及范围，包 括厂站、变压器、线路和重要用户，并统计 损失负荷情况，用于操作前、检修计划安排 和故障发生后的停电范围检查。 特点： 可模拟各种类型的设备的故障（线路，变压 器，母线，开关等） 可模拟多个设备同时发生故障 模拟故障时可考虑备自投的动作情况。 分析受影响的重要用户及保电用户等信息。
220kV线路过载转供
• 220kV线路过载
220kV A 220kV B
220kV D 220kV C
• 可根据拓扑关系自动计算应220kV线路过载 应转移的负荷量，例如对220kV A站与B站 之间的线路过载，可能转移的负荷为B站所 带的110kV变电站集合或220kV D站所带的 110kV变电站。
110kV线路过载转供
• 串供运行方式L 3DL
110kV站B
2M L2
110kV站C
3M L3 4DL 5DL
110kV站D
4M L4 6DL 7DL 8DL
220kV站E
5M
小电源
9DL
• 自动根据串供模式确定合适的转移量并进 行潮流校核，如上图,L1过载，给出的策略 根据具体的过载量大小可能是断开4DL或 6DL等。
• • •
• •
停电负荷转供
停电负荷转供
• 可针对模拟的故障设备造成的停电区域进行 恢复供电； • 对不同电压等级的设备的故障采取符合实际 情况的处理，使复电策略符合实际状况。例 如对220kV主变故障，给出的策略是首先将 220kV站内的110kV线路开关断开，然后对 失电的区域进行复电，以避免长距离复电造 成设备过载。 • 自动对复电策略进行潮流校核。 • 系统考虑了备自投模型的影响。 • 可给出不同方案的复电路径及最小裕度
过载负荷转供
220kV主变过载转供
• 自动通过对220kV站内的变压器所带的110kV变电 站进行组合，找到匹配的变电站集合，给出转供 电策略以消除过载情况（例如转供的方案可能是 转移一个110kV变电站或2个110kV变电站的组合 ）。 • 对给出的策略自动进行潮流校核以避免在策略中 引起新的设备过载。
智能分析与辅助决策系统(ADS)
智能分析与辅助决策系统
1 概述 2 功能分类
智能分析与辅助决策系统(ADS)是构建 在SCADA/EMS系统之上的电力系统智能 分析和控制软件的通称。是对现有的调度 分析控制功能的扩展,主要侧重调度员的实 际应用，使电网调度由目前的“人工分析 型”上升为“智能分析型”。系统可有效 提高调度运行人员驾驭电网及防御电网运 行风险的能力，保障系统安全，缩短事故 处理时间，大幅度地提高供电可靠性。