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基于计及时序的分层模糊Petri网的电网故障诊断方法

作　者: 谢红涛
导　师: 童晓阳
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电网故障诊断模糊Petri网分层分子网时序
分类号: TP301.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着电网规模的扩大和互联程度的提高,当电网发生故障时,尤其是出现复杂故障时,大量的故障信息涌入到调度控制中心,给调度人员的事后处理造成了极大困难,因此有必要研究一个优质的电网故障诊断系统,能快速、准确的判断出故障元件,同时诊断出误动拒动元件。模糊Petri网能够较好地描述故障与保护、断路器动作的关系,具有推理简洁、图形化直观表达等特性,近几年被用于电网故障诊断,得到一些研究。首先对已有模糊Petri网模型进行了改进研究,描述了八元组的模糊Petri网,修正了变迁的输入输出弧权值,概括出变迁的三个计算函数(输入概率合成函数fC、变迁激发函数fF、输出概率求取函数fα),修正了变迁的的输出概率求取函数,这样提高了模糊Petri网的诊断性能。针对Petri网模型的组合爆炸、矩阵维数过大和自适应性差等问题,构造了分层分子网电网故障诊断模糊Petri网模型。对于线路和变压器,对元件两端分别建立主保护、近后备保护和远后备保护子网模型,再建立一个综合诊断子网对两端子网进行综合；对于母线,先建立其各出线方向子网,再建立综合诊断子网模型。该建模方法缩小了模型的规模、降低了矩阵的维数、提高了模型的自适应性,通过多个算例验证了本方法的有效性。通过利用保护和断路器动作信息的时序,来甄别各保护和断路器信息的实际动作情况,将时序因素加入到电网故障诊断模糊Petri网模型中。本文建立了计及时序电网故障诊断模糊Petri网模型,对各模型中动作了的保护和断路器所对应的库所,通过时序约束检查,修正了库所的初始概率,使得模型的逆向诊断推理过程更符合真实的保护和断路器的动作情况,提高了诊断的准确性。在判断出故障元件后,利用计及时序模糊Petri网的正向推理,对保护和断路器动作信息进行评价,获得拒动、误动、错误和漏报信息等情况。多个算例的验证表明,该方法有效地降低了非故障元件的故障概率,提高了诊断的准确性,检测出保护与断路器的拒动与误动。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-16
  1.1 论文相关背景与研究意义  10
  1.2 Petri网用于电网故障诊断的国内外研究现状  10-14
  1.3 本文的研究目标和内容  14-15
  1.4 论文的章节组织  15-16
第2章 Petri网理论简介  16-22
  2.1 基本Petri网理论  16-17
  2.2 模糊Petri网理论  17-21
    2.2.1 模糊Petri网的定义  17
    2.2.2 模糊推理规则和初始概率的赋值  17-21
  2.3 含时间因素的Petri网理论  21
  2.4 本章小结  21-22
第3章改进型电网故障诊断模糊Petri网模型的研究  22-28
  3.1 改进型模糊Petri网  22-24
    3.1.1 基本定义  22-23
    3.1.2 改进要点  23-24
  3.2 改进型模糊Petri网的逆向诊断推理过程  24-26
  3.3 故障区域识别  26-27
  3.4 本章小结  27-28
第4章分层分子网电网故障诊断模糊Petri网的研究  28-43
  4.1 引言  28
  4.2 分层分子网电网故障诊断模糊Petri网的基本模型  28-30
    4.2.1 线路和变压器的两端分层建模的基本模型  28-30
    4.2.2 母线的多出线方向分层建模的基本模型  30
  4.3 各子网模型中参数的设置  30-32
    4.3.1 变迁输入输出弧权值设置  30-31
    4.3.2 综合诊断子网模型中变迁输入弧权值的设置  31-32
  4.4 网络拓扑变化情况下模型的自适应调整  32-33
  4.5 分层分子网模糊Petri网的逆向推理过程  33-34
  4.6 典型电网的模糊Petri网模型构造  34-37
    4.6.1 线路和变压器的模糊Petri网模型  34-35
    4.6.2 母线的模糊Petri网模型  35-37
  4.7 算例验证  37-42
  4.8 本章小结  42-43
第5章计及时序电网故障诊断模糊Petri网的研究  43-79
  5.1 加入时序因素到模糊Petri网的意义  43-44
  5.2 模糊Petri网中时序约束的定义  44-46
    5.2.1 事件的一元时间区间约束定义  44
    5.2.2 两个事件的二元时间距离约束定义  44-45
    5.2.3 模型中时序约束的定义  45-46
  5.3 计及时序模糊Petri网的构造  46-48
  5.4 模糊Petri网的时序约束计算  48-52
    5.4.1 事件的时间约束的计算方法  48-50
    5.4.2 前向与反向时序约束推理计算  50
    5.4.3 电网故障诊断模糊Petri网中三种时序约束推理计算方法  50-52
  5.5 计及时序模糊Petri网的逆向诊断推理过程  52-56
    5.5.1 保护和断路器动作信息的时序约束检查方法  52-55
    5.5.2 逆向诊断的推理过程  55-56
  5.6 计及时序模糊Petri网的正向推理  56-57
  5.7 完整的诊断推理过程  57-58
  5.8 算例验证  58-78
  5.9 本章小结  78-79
结论  79-81
致谢  81-82
参考文献  82-88
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  88

基于计及时序的分层模糊Petri网的电网故障诊断方法

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