全球气候变暖、化石类能源日渐枯竭和人口增加是当今世界人类共同面临的挑战,节能减排成为全球共识。太阳能作为一种清洁可再生的新能源,被广泛用于供热、发电和海水淡化等领域。近年来,太阳能在生态建筑能源领域中占有突出地位,一方面加速太阳能与建筑的一体化,另一方面最大限度利用太阳能,实现了节约资源、保护环境的可持续发展目标。大规模的太阳能热水工程状态参数较多、控制策略复杂,一旦系统在运行中发生故障,难以快速诊断和处理。现阶段,国内在太阳能热水系统故障诊断领域中,对智能故障诊断技术的研究与应用成果并不多,常常使用经验法、器件替换法和设备检测法等传统的诊断方法。太阳能热利用系统的快速故障诊断与处理,确保系统可靠运行,是亟需解决的难题。随着故障诊断理论和计算机技术的发展,一些先进的故障诊断技术在航空航天、核能利用、武器装备、生物化工和卫星通信等领域得到了成功应用。针对太阳能热水工程,开发了基于故障树的太阳能热水工程故障诊断专家系统,对故障进行准确诊断和定位,研究工作主要包括:(1)研究了太阳能热水工程热力循环、运行策略,通过分析现场运行状态和数据,对故障进行辨识和分类,并详细分析了太阳能热利用系统典型故障发生的原因。(2)分析了太阳能热利用系统,采用故障树分析法,以典型故障作为顶事件,建立故障树,求解最小割集和结构重要度,通过故障树的定性和定量分析,构建专家系统知识库。(3)研究粗糙集的相关理论,运用改进相对属性约简和属性值约简的算法,对定位顶事件的规则获取进行优化,在顶事件较多的情况下,实现快速准确地定位。(4)研究知识表示方法和推理机的设计。采用产生式表示方法建立规则知识库,运用正向推理和深度遍历的方法,设计适合本系统的推理机,最终建立太阳能热水工程故障诊断专家系统。使用Microsoft Visual Studio 2008开发了故障诊断软件系统,实现各个模块的功能,并在工程中得到应用。