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基于多信息源的电网故障诊断方法的研究

作　者: 赵冬梅
导　师: 高曙
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电网故障诊断多信息源中心站分站正反向推理粗糙集虚拟保护
分类号: TM711
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

电网故障诊断是进行事故处理的前提。研究电网故障诊断方法,是为了将需要调度员和其它单位协同完成的电网故障判断任务交给计算机来辅助完成,利用计算机的快速计算能力,在设备故障后快速准确地给出分析结果,以便辅助调度员故障后做出合理的运行决策。因此,提高电网故障诊断的准确性对电网的安全运行具有重要的意义。电网故障诊断是建立在相应的电网自动化水平基础之上,过去的故障诊断系统获取信息的来源仅建立在SCADA系统上,因此国内、外开发的智能诊断系统大都是基于开关和保护两种信息进行诊断。目前,变电站的微机监控、综合自动化技术得到普遍应用,特别是近几年来,故障信息系统的推出,各网(省)调已相继完成以实现全网故障录波数据远传为主要目标的联网工作,电力系统自动化技术取得了飞速的发展,这也必将为故障诊断系统提供更多的故障信息来源。结合以上实际,本文主要完成了以下工作: 1 提出了一种逐层调用开关、保护和电气量波形信息的分层故障诊断策略,结合目前电网的自动化技术和未来发展方向的实际,完全模拟现场工作人员的实际分析过程,从提高实时性和灵活利用信息的角度达到在简单和复杂故障情况下对信息资源的合理利用。结合微机保护和故障录波器联网系统联网方式的特点,提出了两种适宜的基于故障录波信息诊断的实现方案,分别为基于分站的方案和基于中心站的方案,并对两种方案进行了分析和比较。 2、根据电网故障诊断的特殊要求,在EMS公用数据基础上,混合利用多种技术表示故障诊断知识。采用面向对象技术和动态拓扑分析方法,描述用于电网故障诊断的拓扑知识;采用产生式表示法,描述故障诊断规则;基于继电保护配置和运行规程,设计保护属性知识库;力求整个电网故障诊断的知识表示体系合理完整,可以很好地满足故障诊断系统的要求。 3、提出了基于SCADA信息源和故障信息系统信息源不同特点的两种诊断推理策略,并结合兰州电网调度决策系统的项目对地区电网故障诊断系统在电网运行中的实用化进行了探索。以便尽可能地利用现阶段可以利用的故障信息源。通过分析故障设备、保护动作和开关动作之间的因-果联系,实现了诊断故障设备、评价开关和保护的动作行为等任务,完整分析和解释故障过程;在现阶段的电网运行水平下,给出调度员有实际意义的故障诊断结果。通过对保护、自动化系统动作的正确性分析,提高诊断的准确性。扩展了诊断的范畴。

全文目录

第一章绪论  10-23
  1.1 课题研究的背景和意义  10-11
  1.2 国内外电网故障诊断所用的故障征兆信息的现状  11-16
  1.3 国内外电网故障诊断方法的研究现状  16-20
  1.4 粗糙集理论及其在电力系统中的应用  20
  1.5 电网故障诊断系统实用化所面临的主要问题  20-21
  1.6 本文的主要工作  21-23
第二章基于故障录波联网的电网故障诊断方法研究  23-31
  2.1 引言  23-24
  2.2 分层诊断策略  24-25
  2.3 微机保护和故障录波器联网系统  25-27
  2.4 基于故障录波器信息诊断总体实现方案  27-29
    2.4.1 基于分站的方案  27-28
    2.4.2 基于中心站的方案  28-29
  2.5 系统网络通讯服务程序  29-30
  2.6 本章小结  30-31
第三章基于多信息源的故障诊断的推理控制策略  31-56
  3.1 基于SCADA系统信息的故障诊断推理机制  31-43
    3.1.1 故障信息的预处理  31-32
    3.1.2 故障征兆信息的分层性特征和分层推理策略  32-33
    3.1.3 基于SCADA系统的开关信息的停电区或可疑故障区的确定  33-37
    3.1.4 基于SCADA遥信的保护信息的第二层诊断  37-42
    3.1.5 规则匹配  42-43
  3.2 基于故障信息系统的故障诊断推理机制  43-55
    3.2.1 保护动作信息  44-51
    3.2.2 保护动作报文和故障录波报告分析  51-54
    3.2.3 混合以上分析结果的推理机制  54-55
  3.3 本章小结  55-56
第四章电网故障诊断知识的表示与知识获取  56-71
  4.1 引言  56
  4.2 故障诊断知识的分类  56-57
  4.3 电网故障诊断系统的知识表示方法  57-68
    4.3.1 产生式表示法及产生式系统  58
    4.3.2 面向对象的知识表示  58-59
    4.3.3 电网故障诊断系统知识的具体表示  59-68
  4.4 诊断系统的知识自动获取方法的研究  68-70
  4.5 本章小结  70-71
第五章粗糙集理论在电网故障诊断知识挖掘中的应用研究  71-86
  5.1 引言  71
  5.2 粗糙集理论基础  71-74
    5.2.1 粗糙集理论的知识表示——信息系统  71-72
    5.2.2 知识与分类  72
    5.2.3 不可分辨关系  72-73
    5.2.4 集合逼近和粗糙隶属函数  73
    5.2.5 依赖性和部分相关性  73-74
    5.2.6 约简与核  74
  5.3 基于粗糙集理论的知识获取方法  74-81
    5.3.1 诊断问题的描述  75-76
    5.3.2 属性约简  76-79
    5.3.3 值约简  79-80
    5.3.4 规则知识的检测与求精  80-81
  5.4 应用实例  81-85
  5.5 本章小结  85-86
第六章基于虚拟保护模型的故障诊断策略的研究  86-100
  6.1 引言  86
  6.2 元件故障诊断模型的建立  86-92
    6.2.1 虚拟保护思想的提出  86-87
    6.2.2 虚拟保护模型的特点  87
    6.2.3 虚拟保护的实现  87-90
    6.2.4 虚拟保护模型库的建立  90-92
  6.3 元件虚拟保护诊断系统的设计与实现  92-95
  6.4 虚拟保护算法  95-96
  6.5 综合诊断  96-99
  6.6 本章小结  99-100
第七章电网故障诊断方法的仿真测试  100-112
  7.1 引言  100
  7.2 仿真系统的总体结构  100-101
  7.3 仿真系统的功能介绍  101-103
  7.4 故障仿真系统测试  103-109
  7.5基于故障录波信息诊断的仿真测试  109-111
  7.6 本章小结  111-112
第八章结论  112-114
参考文献  114-120
附录一  120-122
附录二  122-123
作者在攻读博士学位期间发表的学术论文及完成的科研项目  123-124
致谢  124

基于多信息源的电网故障诊断方法的研究

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