计及保护和断路器动作不确定性的隐性故障检测模型

有关研究表明75%的大停电事故都和继电保护装置的隐性故障有关,防止继电保护系统隐性故障的有效途径是建立隐性故障的监视和控制系统。同时,继电保护信息系统和广域测量系统的快速发展为继电保护隐性故障的检测提供了可用信息源。参考故障诊断构建解析模型的方法,将故障位置、保护启动、保护动作、断路器跳闸、保护返回以及重合闸等信号表示成逻辑变量,根据保护配置以及断路器动作规则以逻辑方程组的形式建立保护信号解析模型。然后,根据继电保护信息系统和广域测量系统所采集的相关信息,利用离散粒子群算法对该模型进行求解。同时,针对保护和断路器动作不确定性所造成得模型多解问题,建立相应的解集评价指标,以确定最符合实际情况的解。最后,将求解所得各信号期望状态与实际状态进行对比,以检测各保护装置是否存在隐性故障。算例表明,该方法可有效检测出存在隐性故障的保护装置。     

考虑三段式线路保护主保护范围的电网故障诊断解析模型

当电力系统中的线路发生故障时，如果线路主保护没有发生动作，则会被认为拒动，系统将付出主保护拒动的代价。为避免主保护被认为拒动的情况，准确判断主保护的动作，提出了一种考虑三段式线路保护主保护范围的电力系统故障诊断解析模型。该模型依据线路首末两端主保护的保护范围，将线路分成3部分，并对这3部分的保护动作逻辑表达式进行细化描述，再与母线和变压器的解析模型相结合建立完整的电力系统故障诊断解析模型。并利用改进后的粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)对电网中实际的故障案例进行仿真验证，证明该模型能够有效地解决线路主保护被认为拒动的情况，且实现了对电力系统故障的准确诊断。     

电网故障诊断的一种完全解析模型

现代大规模互联电网提高了电力系统运行的稳定性和经济性,同时也给电网的故障诊断增加了难度。对电网保护配置和断路器动作规则进行深入分析,提出一种新的电网故障诊断模型——完全解析模型,并为基于此模型的故障诊断提出一种实用有效的求解方法。在完全解析模型中,故障假说（即可疑故障设备的故障情况）与保护、断路器的动作情况及拒动和误动情况一同表示成逻辑变量,而保护配置和断路器动作规则以逻辑方程组形式进行充分表达,逻辑方程组的每个解析解对应一个故障模式（设备故障状态和保护动作、断路器跳闸状态及拒动/误动情况）,是对故障情形的完整解释。本模型对故障诊断规则和保护、断路器的动作逻辑进行完全解析,并完整保留了故障设备、保护动作和断路器跳闸之间的耦合关系,克服了已有解析模型的缺陷。算例表明,保留完整耦合关系的完全解析模型可有效提高故障诊断的准确性和容错能力。     

保护隐性故障及其对电力系统连锁故障发展影响

继电保护隐性故障是造成电力系统连锁故障的重要因素之一,针对影响保护隐性故障因素,建立了考虑线路故障的保护隐性故障模型。从人为失误、保护装置自身的老化失效、保护所处环境影响来分析保护的故障率,基于Markov状态空间法,针对高压系统两套主保护及远近后备保护,建立详细的线路—保护状态转移模型,计算保护误动概率与拒动概率,并应用到连锁故障仿真算例中。连锁故障仿真考虑不同保护动作特性、控制措施动作以及不同负荷水平的影响,根据仿真结果计算保护拒动与误动风险,分析保护隐性故障对电力系统连锁故障的影响,以及各因素对保护拒动和误动的影响。仿真结果表明,重载时保护不正确动作风险比轻载和正常工作时大。     

考虑多目标优化的输电网故障诊断

提出了电网故障诊断新模型及相应求解方法。该模型以故障停电区内的可疑故障设备状态、保护和断路器实际动作状态作为优化变量,建立保护/断路器的期望状态和实际状态差异度最小以及保护/断路器实际状态和对应警报信息差异度最小等的多目标优化解析模型;对于该模型采用基于模糊优化技术的求解方法进行求解。该模型优化变量的维数,大大降低而避免陷入"维数灾";同时,因所建立模型为多目标优化模型并采用模糊优化求解技术,回避了简单加权系数法加权系数选择的困难。算例分析结果证明了所提方法的有效性。     

基于多信息融合的智能变电站继电保护隐性故障自动诊断

针对现有的诊断方法分类准确率低的问题,研究多信息融合的智能变电站继电保护隐性故障自动诊断方法。按照保护动作信息,计算故障引发的线路保护不正确动作,建立距离保护隐性故障概率模型。根据分合闸线圈电流,通过辨识比来提取断路器的故障状态特征。运用霍尔电流元件在线监测电流信号,并对获得的电流信号进行处理。将不同振动信号中的特征信息进行结合,按照特定的融合规则对信息进行加工,完成信息在空间和时间中的填充。运用M维矩阵对特征值进行分解,根据主成分的个数,按照特征的贡献值进行排序,对融合后的特征样本进行计算,确定决策信息。当发生接地故障时,通过保护测量的电压,形成新的零序方向保护。建立规则库来优化样本训练。按照隐性故障造成连锁故障的传播方式,判断相邻支路是否发生误动,切除误动支路,并进行潮流越限检查,根据相位关系判断二次回路状态完成隐性故障自动诊断。实验结果表明,实验组的分类准确率为100%,为4组中最高分类准确率,达到良好的诊断效果,实现了良好应用。     

基于故障群组合优化的变电站故障诊断

为处理好变电站故障诊断问题中故障源和故障征兆间因果关系的不确定性，提出了基于故障群组合优化的故障诊断方法。依据变电站运行方式和保护配置建立保护配合的Petri网模型，用该模型的状态转移方程获取所有的故障群-征兆群对子，创建故障群组合作为已知故障征兆诊断解的适应度函数，并用遗传算法搜索出最优诊断解。实验证明：该方法不仅能有效地辨识出故障源，而且能提供保护装置拒动、断路器拒动、信号传输错误等信息，对现场人员迅速确认故障设备非常有利。     

基于RS算法的同步发电机定子绕组内部故障分析和保护

基于RS分析方法利用分形维数对同步发电机定子绕组内部故障的稳态和暂态过程进行了研究,通过对计算机仿真数据和动模实验数据的分形维数分析,得出两个有用的规律:故障信号暂态波形的分形维数是内部故障类型的定量表达,且与其频谱分布相关性很强;故障信号稳态或暂态波形的分形维数反映了故障前后电机状态的变化,可以作为电机故障检测的判据,但在实际应用前这种方法必须同其他方法结合.最后,提出了利用分形维数检测发电机异常状态,并使用发电机端部负序功率的流向区别内外故障的新方法.该方法用来检测故障和输出跳变信号的总时间在50Hz信号的半个周期内,能双重区别内外部故障,为发电机定子绕组内部故障保护和诊断提供了新思路,具有很好的应用潜力.     

计及保护和断路器误动与拒动的电力系统故障诊断解析模型

当电力系统一次设备发生故障时,如果发生保护和/或断路器拒动或误动的情况,则会导致停电区域扩大,进而增加故障诊断的复杂性.现有的电力系统故障诊断解析模型是在保护和断路器正常动作的基础上建立的,没有系统地考虑其误动或拒动的情况.在此背景下,以现有的电力系统故障诊断解析模型为基础,通过系统地计及保护和断路器发生误动与拒动的可能性,发展了故障诊断问题的新的数学模型.该模型不仅能够诊断出故障设备,还可以识别出误动或拒动的保护和/或断路器以及漏报或误报的警报.开发了相应的实用软件系统,并用实际电力系统发生的故障案例进行了仿真测试.     

继电保护系统隐性故障识别方法及软件设计与实现

继电保护系统的隐性故障可能引起保护误动或拒动,并影响电力系统的安全稳定运行,但目前还没有通用的识别系统。设计实现了带有案例模板库的继电保护隐性故障识别软件。首先建立了一套适用于逻辑判断和分析计算的编码方法。其次,建立了保护逻辑库,根据拓扑信息、保护启动、动作及保护配合关系识别可能存在的隐性故障。最后研究了隐性故障识别方法并设计了隐性故障识别软件。案例分析表明该软件能有效识别继电保护软件型隐性故障,具有较强的普适性。