電網(wǎng)故障診斷方法及其系統(tǒng)架構(gòu)研究.pdf

1、目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)正進(jìn)入飛速發(fā)展的階段，各類行業(yè)對(duì)電力系統(tǒng)的依賴程度日漸增加，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行已經(jīng)成為關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的主要任務(wù)。然而，由于操作失誤、人為破壞以及自然不可抗拒力等原因，大規(guī)模的停電事故時(shí)有發(fā)生。因此，電力系統(tǒng)的自愈性——即電網(wǎng)發(fā)生故障后快速診斷、隔離故障并且自我恢復(fù)的能力成為智能電網(wǎng)的一個(gè)主要研究方向。而作為智能電網(wǎng)可“自愈性”能夠?qū)崿F(xiàn)的先決條件，電力系統(tǒng)故障診斷方法一直是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)課題。
　　 本文在總結(jié)

2、國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)故障診斷方法基礎(chǔ)上，借鑒目前計(jì)算機(jī)智能算法領(lǐng)域優(yōu)秀的發(fā)展思路，從電網(wǎng)拓?fù)?、故障知識(shí)表示、報(bào)警信息缺失、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等幾個(gè)方面對(duì)電網(wǎng)故障診斷方法進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。主要工作及貢獻(xiàn)如下:
　　 1、針對(duì)目前廣泛使用的矩陣表示方式構(gòu)造不夠靈活、擴(kuò)展性差等缺點(diǎn)，提出了電網(wǎng)拓?fù)涞亩S鏈表表示方法。由于電網(wǎng)拓?fù)涫怯脕?lái)查找停電區(qū)域的必要手段，因此其存取效率對(duì)于整個(gè)故障診斷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。IEC61970已經(jīng)提出采用CIM/S

3、VG作為電力系統(tǒng)圖形建模規(guī)范，但其具體應(yīng)用目前只停留在圖形整合及靜態(tài)拓?fù)浔磉_(dá)層面。本文提出了一套從符合CIM模型的廠站接線圖中提取全網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)的方法，不僅解決了對(duì)廠站接線XML文件的搜索瓶頸問(wèn)題，而且能夠表示各種復(fù)雜接線方式。SVG圖元編輯平臺(tái)不再作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)存在，而是和SCADA一起成為電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臄?shù)據(jù)來(lái)源，并在此基礎(chǔ)上建立了一種描述電網(wǎng)拓?fù)涞亩S鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使搜索算法無(wú)論在速度還是實(shí)用性上都優(yōu)于傳統(tǒng)的方法，提高了電網(wǎng)拓?fù)渖?/p>

4、成及搜索的效率。
　　 2、將電網(wǎng)故障特點(diǎn)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠接受的知識(shí)表示形式，通過(guò)對(duì)故障知識(shí)的轉(zhuǎn)化，引出合理的診斷方法。知識(shí)是人工智能的基礎(chǔ)，為了讓計(jì)算機(jī)具有智能，使其能模擬人類的智能行為，就必須使其具備知識(shí)。因此，電網(wǎng)故障的知識(shí)表示方法對(duì)故障診斷的作用是決定性的。本文將精簡(jiǎn)并且完備的故障知識(shí)提供給智能診斷方法，以期達(dá)到快速、準(zhǔn)確的診斷目的。首先提出利用完備故障知識(shí)表示進(jìn)行輸電網(wǎng)故障診斷的思想，并加以實(shí)現(xiàn);其次將故障知識(shí)分為拓?fù)?/p>

5、知識(shí)和保護(hù)知識(shí)，給出了各自的信息化表示方法;最后通過(guò)對(duì)知識(shí)的優(yōu)化提高了故障診斷的效率，并以Petri網(wǎng)為例加以證明。
　　 3、研究了邊界斷路器跳閘信息缺失情況下的電網(wǎng)故障診斷方法。斷路器跳閘信息不僅用于故障診斷方法本身，而且是計(jì)算停電區(qū)域必不可少的因素，因此斷路器信息是故障診斷方法的關(guān)鍵點(diǎn)，但是專門(mén)針對(duì)斷路器報(bào)警信息缺失情況下的故障診斷方法研究尚不多見(jiàn)。本文提出了邊界斷路器跳閘信息缺失情況下的無(wú)源區(qū)域搜索算法，以非匹配斷路器頂

6、點(diǎn)為基點(diǎn)，根據(jù)連通圖上的點(diǎn)割集算法，形成多個(gè)可能包含故障元件的無(wú)源區(qū)域，并以割點(diǎn)的形式找回丟失的斷路器跳閘信息。通過(guò)對(duì)多個(gè)無(wú)源區(qū)域運(yùn)用skyline多目標(biāo)優(yōu)化查詢算法進(jìn)行排序，形成一個(gè)按可疑故障元件查準(zhǔn)率由大到小的有序序列提供給故障診斷算法，用Petri網(wǎng)作為診斷方法證明了skyline排序的準(zhǔn)確性。
　　 4、目前的故障診斷系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，從而過(guò)于依賴通信鏈路的信息傳送能力。電網(wǎng)故障往往涉及多個(gè)變電站，故障時(shí)刻通信鏈路上

7、極易發(fā)生數(shù)據(jù)擁塞，導(dǎo)致丟幀、數(shù)據(jù)畸變的情況。為了降低故障診斷算法對(duì)通信環(huán)節(jié)的依賴，提高診斷效率，本文對(duì)傳統(tǒng)的故障診斷框架做出如下改進(jìn):數(shù)據(jù)采集層面，采用數(shù)據(jù)網(wǎng)格技術(shù)在變電站層對(duì)信息進(jìn)行提取及預(yù)處理，為故障診斷程序提供一致的數(shù)據(jù)視圖，不僅解決了故障診斷系統(tǒng)的通信問(wèn)題，而且避免了數(shù)據(jù)在調(diào)度端的過(guò)度積壓;算法方面，設(shè)計(jì)了一種分布式故障診斷系統(tǒng)以適于網(wǎng)格環(huán)境。分布式系統(tǒng)能夠?yàn)槿遮厪?fù)雜的故障診斷算法提供高性能的分布式計(jì)算策略，保證診斷時(shí)間滿足實(shí)際