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基于高级Petri网的电网故障诊断的研究

作　者: 黄俊
导　师: 田丽
学　校: 安徽工程大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: Petri网 故障定位 故障诊断 继电保护 时间约束
分类号: TM732
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
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内容摘要


在当今社会,伴随着国民经济的快速发展和现代化程度的日益提高,优质、可靠、稳定的电能供应已成为电力用户的基本要求,电力系统稳定、安全的运行也是维持人们正常生活的保障,更是推动社会发展进步的重要基础,但是由于与电网相关的不确定因素较多,导致电力系统的稳定性受到了一定的影响,电网出现故障也是不可避免的,其危害也是显而易见的。为了在最短的时间内检测出故障,及时解决问题并恢复电力系统的正常运行状态,我们就需要这样一个快速且有效的电网故障诊断系统,对故障诊断技术的研究也是十分必要的,具有重要的理论和实用价值。众所周之,大规模电网具有元件众多、接线复杂等特点,这必然会给我们的分析工作带来极大的不便。本文中首先进行初步的故障区域搜索定位,将大电网按一定的优先等级划分为若干个无源子网络,保证故障元件在某个子网络中,采用的方法是利用有色Petri网模型与电力系统结线分析相结合,并结合了Matlab/Simulink下的Stateflow模块对所建的故障区域识别模型进行了仿真分析,达到简化分析的目的。其次,文中利用简单Petri网对电网进行故障诊断,在建模和应用的过程中暴露其缺陷,即模拟能力不强、继电保护等级划分简单,特别当电网规模增大时,还将面临电网运算维数高、拓扑结构不断变化等问题。诊断过程中引入谓词Petri网来代替简单Petri网,动态建立各方向的诊断模型,能有效的适应电网拓扑结构的改变,实时性好,降低大电网运算的规模,另外基于实际的保护类型,能解决保护范围不清楚的问题,使得诊断结果清晰。提出了时间约束的概念,利用保护装置和断路器的动作时序关系,来评价系统中收集到的动作信息。检查出拒动和误动的元件,提高了诊断系统的准确度和容错能力,为工作人员提供了可靠的故障分析依据。通过实例仿真及结果证明,该方案可行、有效。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第1章 绪论  12-22
  1.1 课题背景及研究意义  12
  1.2 人工智能技术在电网故障诊断中的应用  12-19
  1.3 本文主要工作  19-20
  1.4 本文的架构及内容  20
  1.5 本章小结  20-22
第2章 基于Petri网的电网故障诊断研究  22-37
  2.1 Petri网基本理论  22-27
    2.1.1 Petri网的基本概念  22-23
    2.1.2 Petri网系统的定义  23-24
    2.1.3 Petri网的推理规律  24
    2.1.4 Petri网的矩阵分析  24-26
    2.1.5 Petri网的冲突  26-27
  2.2 谓词Petri网  27-30
    2.2.1 谓词Petri网的定义  27-29
    2.2.2 谓词Petri网的推导  29-30
  2.3 基于简单Petri网的电网故障诊断  30-36
    2.3.1 基于电网拓扑结构  30-32
    2.3.2 基于电气元件  32-36
  2.4 本章小结  36-37
第3章 故障域搜索  37-51
  3.1 引言  37
  3.2 结线分析  37-38
  3.3 基本分析单元Petri网模型  38-41
  3.4 基于有色Petri网的分析算法  41-45
  3.5 基于Stateflow的故障域搜索模型的建立  45-50
    3.5.1 Stateflow的概述与创建  46
    3.5.2 Stateflow状态图创建  46-48
    3.5.3 基于Stateflow的模型仿真  48-50
  3.6 本章小结  50-51
第4章 基于高级Petri网的电网故障诊断  51-68
  4.1 故障信息的时序特性  51-52
  4.2 事件约束定义  52-54
    4.2.1 一元时间区间  52
    4.2.2 二元时间距离  52-54
  4.3 故障诊断流程  54-56
  4.4 基于谓词Petri网诊断模型的故障仿真  56-65
  4.5 基于时序信息的故障动作评价  65-67
  4.6 本章小结  67-68
第5章 基于Petri网的电网故障诊断系统的设计  68-73
  5.1 MATLAB GUI 简介  68
  5.2 界面设计与开发  68-71
    5.2.1 创建GUI模板  69-70
    5.2.2 系统的总体功能设计  70-71
  5.3 程序仿真  71-72
  5.4 本章小结  72-73
结论与展望  73-75
参考文献  75-81
攻读学位期间发表的学术论文目录  81-82
致谢  82

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的调度、管理、通信 > 电力系统的运行
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