電力設(shè)備載流故障預(yù)警與預(yù)測(cè)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)向大容量、超高壓、遠(yuǎn)距離的方向飛速發(fā)展，電力設(shè)備的安全可靠運(yùn)行顯得越來(lái)越重要。因此，有關(guān)電力設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究與應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。怎樣提高故障診斷系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、快速性，使得系統(tǒng)能夠快速有效地發(fā)現(xiàn)故障、定位故障、分析故障，是電網(wǎng)保護(hù)的重要課題。
　　本文針對(duì)電力設(shè)備的載流故障，在總結(jié)現(xiàn)有的故障診斷技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用情況的基礎(chǔ)上，致力于故障預(yù)警及預(yù)測(cè)，旨在故障發(fā)展初期能夠發(fā)現(xiàn)故障和預(yù)測(cè)故障的發(fā)展趨勢(shì)。從機(jī)理分析、系

2、統(tǒng)建模、數(shù)據(jù)挖掘等幾個(gè)方面進(jìn)行研究，提出了一套電力設(shè)備載流故障在線診斷算法，實(shí)現(xiàn)了“溫度采集-信號(hào)傳輸-數(shù)據(jù)分析-故障預(yù)警-故障預(yù)測(cè)”一整套流程。與現(xiàn)有診斷系統(tǒng)相比，本文提高了報(bào)警準(zhǔn)確率、提前報(bào)警時(shí)間，增加故障預(yù)測(cè)功能，使得系統(tǒng)在可靠性、快速性及靈敏性上有了顯著的提高?；谀痴鎸?shí)110kV變電站的應(yīng)用結(jié)果表明了所提方案的有效性。
　　論文的主要內(nèi)容包括:
　　(1)故障的早期預(yù)警。對(duì)主成分分析法(PCA)、K-means聚類

3、算法和小波閾值去噪方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。針對(duì)載流故障形態(tài)多樣性的特點(diǎn)，采用上述方法對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，研究提出故障特征提取算法和故障識(shí)別方法;并通過(guò)對(duì)鄰近位置的相關(guān)比較分析，研究提出載流故障的在線早期預(yù)警方法?；赑CA的預(yù)警方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方法能夠準(zhǔn)確快速地預(yù)報(bào)設(shè)備故障，并將報(bào)警時(shí)間大大的提前，具有較高的可靠性和靈敏性。
　　(2)故障的機(jī)理建模。研究分析了載流故障的發(fā)展機(jī)理，從故障觸點(diǎn)發(fā)熱的根本原因出發(fā)，掌

4、握其溫度變化的規(guī)律?；趥鳠釋W(xué)原理建立了故障觸點(diǎn)的溫度模型，并利用最小二乘求得溫度模型參數(shù)。隨后基于溫度模型，實(shí)現(xiàn)了觸點(diǎn)溫度擬合、插值以及預(yù)測(cè)的功能。利用真實(shí)溫度數(shù)據(jù)驗(yàn)證所建立的溫度模型，結(jié)果表明溫度模型能夠較準(zhǔn)確地描述觸點(diǎn)溫度變化，與實(shí)際情況吻合。
　　(3)故障的趨勢(shì)預(yù)測(cè)。對(duì)貝葉斯濾波、蒙特卡羅方法、粒子濾波方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，提出了基于粒子濾波的觸點(diǎn)溫度預(yù)測(cè)方法。該方法將求和運(yùn)算代替積分運(yùn)算，修正溫度模型參數(shù)，利用修正后的

5、參數(shù)代入溫度模型，從而進(jìn)行觸點(diǎn)溫度預(yù)測(cè)。每經(jīng)過(guò)一次采樣周期，基于更新的溫度做一次參數(shù)修正，從而得到一條動(dòng)態(tài)變化的預(yù)測(cè)曲線。應(yīng)用結(jié)果表明，基于粒子濾波方法的預(yù)測(cè)方法能夠準(zhǔn)確地揭示觸點(diǎn)溫度未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，并且隨著修正次數(shù)的增加，預(yù)測(cè)曲線與實(shí)際曲線逐漸趨向于一致。
　　(4)介紹了某真實(shí)110kV變電站的基本構(gòu)成，并詳細(xì)闡述了本文所提方法應(yīng)用到此變電站的流程。從溫度數(shù)據(jù)的獲取、溫度數(shù)據(jù)的分類、溫度數(shù)據(jù)的分析、故障預(yù)警及故障預(yù)測(cè)，應(yīng)用效果