计及保护和断路器告警信息可信度的电网故障诊断优化模型

为提高已有电网故障诊断解析模型的容错性与求解效率,提出了计及保护和断路器动作状态告警信息可信度的电网故障诊断优化模型。首先,基于保护及断路器自检信息对告警信息的可信度进行评估。其次,以保护和断路器的告警信息与期望动作状态差异最小、期望动作状态可信度最大为优化目标,构建故障诊断多目标优化模型。进一步线性化优化模型,基于加权和法和模糊隶属度函数求取最优解。最后,通过算例验证了该模型的高效性与通用性。该模型在告警信息存在错误时仍能对电网故障进行快速诊断,具有良好的应用前景。     

利用模型诊断降维的电网故障诊断完全解析方法

现有基于解析模型的电网故障诊断方法为了提高诊断的准确性,考虑了保护和断路器的动作及其告警信息存在的不确定性,增加诊断的难度,并且存在多解或误诊的可能。针对此问题,首先提出一种电网故障诊断的改进完全解析模型,根据各类保护和断路器不确定事情发生的概率,赋予保护和断路器不同权值,使模型更加合理。通过模型诊断的方法获取候选诊断,由此得到的故障假说可作为解析模型的已知变量,降低模型中待求变量的维度,同时,为了提高模型求解方法的通用性,通过分析保护和断路器的动作状态与告警信息之间的因果关系,提出一种基于关联规则的模型求解方法。最后,通过含有多重不确定事情的电网故障算例验证所提方法的有效性。     

基于拓扑建模的电网故障诊断优化模型

电网发生故障后,故障元件的快速准确识别是进行故障精确定位乃至系统恢复的首要前提。针对现有电网故障诊断优化模型建模过程繁杂,网络适应性差的问题,提出一种基于拓扑建模的电网故障诊断优化模型。从电网拓扑结构出发,形成系统各元件、保护和断路器的拓扑描述,并根据保护系统的配合逻辑及出口方式,对系统的拓扑信息进行深入挖掘,从整体上对各类保护及断路器的期望状态进行建模,在此基础上综合保护系统动作逻辑错误和信息通信错误对目标函数进行改进,实现优化模型的自动高效建模。算例仿真表明,所提拓扑建模方法能够降低错误告警信息的影响,快速判定故障元件,具有较强的容错性。     

基于电网信息物理模型的故障诊断优化模型

目前电网难点之一是:融合保护和断路器出现拒动和误动的模型求解,以及诊断出来解的不唯一性。因此提出电网信息物理模型故障诊断优化模型,可将故障问题表示成求解目标函数是极值的0-1整数规划问题,从而可以通过严密的数学方法来确定故障元件。针对目前故障诊断优化模型诊断结果的不唯一和不合理性,要充分利用故障区域的元件关系以及上传的告警信息的特征,进行深入的分析。首先,对故障诊断问题进行解析化表达,构建解析模型,充分考虑保护和断路器的解析规则和状态规则。其次,提出时序特性的故障假说,并根据警报信息的时序特性来构建计及时序特性的故障诊断模型,从而有效避免模型多解的问题。然后,利用模拟退火优化的算法来求解,结合改进的诊断模型,求出符合故障场景的解。最后,通过实例来验证改进后解的更准确。     

电网故障诊断完全解析模型的解集评价与最优解求取

电网故障过程中保护和断路器的动作及其动作告警存在不确定性,致使基于电网保护规则解析的故障诊断模型存在多解问题,如何快速有效地求取最优解是电网故障诊断解析模型实用化的关键。针对此问题,提出一种求取电网故障诊断解析模型最优解的方法,通过解析保护和断路器动作的不确定性和告警信号的不确定性,构建完全解析模型的解集评价指标,将故障诊断问题转换为求取完全解析模型最优解的数学规划问题,然后利用保护和断路器的拒动、误动概率以及告警信号的误报和漏报概率等先验知识,采用随机优化算法求取最优解,并从最优解导出诊断结论。故障诊断算例和实际故障案例的诊断验证了所提出的完全解析模型求解方法的有效性以及相应故障诊断方法的容错性和实用性。     

计及警报时序信息的电网故障诊断优化模型

现有的故障诊断解析模型没有充分利用警报信息的时序特性,诊断结果不够明确。对电网故障诊断优化模型中的故障假说进行扩展,用故障发生时间t代表元件的状态,故障发展过程中保护、断路器的状态均为故障发生时间t的函数,其状态值随着时间的发展而变化。此模型能够合理地描述现代电力系统多种保护配置下元件、保护、断路器连续的状态变化及保护和断路器的动作时序关系。最后用电力系统的故障实例对所提出的方法进行了说明。     

基于事件起点的层次化时序Petri网及其电网故障诊断方法

电网发生故障后利用大量告警信息快速准确地识别故障元件是保障可靠供电和电网安全稳定运行的首要任务。为适应电网运行调控需求,提出一种基于事件起点的层次化加权模糊时序Petri网故障诊断方法。在完善母线和线路的层次化加权模糊时序Petri网模型的基础上,以故障发生时刻为事件起点,确立各初始库所的时序属性,并通过逆向和正向时序推理对保护和断路器动作信息进行时序约束检查和置信度修正。IEEE 39节点系统仿真算例和电网实际故障算例表明所提方法能够在保护和断路器误动/拒动、告警信息缺失/错误等复杂状态下识别真实故障元件,提高了故障诊断的准确度和容错性。此外所提方法还可以得到设备故障的时间点约束,有利于进一步分析故障原因和故障事态发展。通过与现有应用时序信息的故障诊断方法相比,所提方法时序推理过程简明清晰,对网络拓扑的变化适应性强,运算速度快,满足在线诊断需求。     

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。     

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。     

基于加权模糊时序Petri网络的电网故障诊断模型

提出了一种基于加权模糊时序Petri网络(FTPN)的电网故障智能诊断模型,该模型主要包括停电区域识别、可能故障元件加权FTPN建模、故障元件集求解、保护/断路器动作情况判定4个部分。介绍了故障差错告警差错信息的分类以及故障告警信息时序特性,研究了断路器动作信息及网络拓扑关系,结合广度优先搜索,得到了停电区域识别方法。最后,以新英格兰10机39节点系统为例,建立了母线和线路加权FTPN故障诊断数学模型,并给出该系统的总体结构,结果表明该模型能够快速故障定位,准确提供保护和断路器动作评价信息。     

基于时序贝叶斯知识库的电网故障诊断软件原型系统设计

为了在故障后辅助调度员准确定位故障元件,揭示故障发展过程,文中利用时序信息设计了一种基于时序贝叶斯知识库(TBKB)电网故障诊断方法的原型系统。该诊断方法利用元件故障与保护动作、保护动作与相应断路器跳闸等之间的因果关系与时序关系,建立电网故障诊断模型,通过时序约束一致性检查方法,检查保护、断路器动作的时序。针对信息缺失情况进行状态假设,形成假设状态组合。通过贝叶斯推理,判断故障元件、误动与拒动的保护与断路器。根据此原理设计的原型系统,包括数据获取、TBKB模型建立、故障诊断推理、分层因果图显示等模块,给出了TBKB诊断模型自动生成、诊断算法实现、分层因果图的构造与显示等关键技术的实现。该原型系统为电网故障诊断的工程应用提供了参考。     

电网故障诊断改进解析模型及其自适应生物地理学优化方法

针对电网故障诊断原有解析模型存在多解的问题,在详细剖析产生多解原因的基础上,根据保护和断路器的动作具有不确定性的特点,综合考虑故障发生时各类保护动作的优先权信息建立了新的改进解析模型。改进解析模型赋予不同保护和断路器不同的贡献因子,使模型更加合理,符合实际需求。此外,还给出了求解改进解析模型的自适应生物地理学优化方法,旨在实现模型的高效求解。算例仿真结果表明:改进解析模型诊断结果唯一,且诊断结果合理;自适应生物地理学优化方法具有全局快速收敛的良好优化性能。     

基于支路元件关联矩阵建模与MPGSA算法的电网故障诊断

电网发生故障后,快速准确地诊断出故障元件并切除故障元件是保障电网正常运行的重要前提。对电网结构、保护配置及断路器的动作规则进行分析,将可疑元件状态、保护和断路器误动或拒动的状态引入故障假说,针对可疑故障母线和线路分别建立目标函数,并引入各级保护之间的影响因子进行修正。通过深入挖掘电网各元件之间的拓扑关联关系,提出基于支路元件关联矩阵的自动建模方法。采用改进模拟植物生长算法(MPGSA)对IEEE14节点仿真验证,算例结果表明所提方法可有效提高故障诊断的容错性和准确性,具有较好的应用前景。     

计及继电保护装置可靠性评估的电网故障诊断方法

现代电网规模的扩大和互联性的增强,使电网故障诊断面临更加复杂的数据环境,提高了保证电网安全稳定运行的难度。针对电网发生故障特征不明显的复杂故障时,电网故障诊断不易得到准确结果的问题,提出了一种计及继电保护装置可靠性评估的电网故障诊断方法。利用与故障非强相关的告警信息,建立了保护可靠性的马尔可夫模型,用状态空间法求解保护拒动、误动的概率。将继电保护装置可靠性评估结果加入到基于解析模型的电网故障诊断方法的目标函数中,并使用变长度染色体遗传算法求解最优故障假说。用实际复杂故障案例验证了方法的可行性。     

基于IEC 61850的电网故障诊断完全解析化建模

电网故障诊断完全解析模型在对故障诊断规则进行解析的过程中,完整保留了电网元件、保护动作和断路器跳闸之间的逻辑关系,有很好的容错能力和应用前景。文中基于IEC 61850标准,提出一种利用变电站系统配置描述文件(SCD)构建电网故障诊断完全解析模型的方法。该方法通过解析变电站系统配置描述文件,获取系统元件的保护配置信息和保护动作与断路器跳闸的逻辑关系,再结合电网拓扑信息,可在线生成电网故障诊断的完全解析模型。最后,通过一个复杂故障的诊断算例证明了该建模方法的可行性,可望用于在线故障诊断。     

基于多源信息的延时约束加权模糊Petri网故障诊断模型

提出一种基于电气量判据、保护判据和断路器判据,并能够计及这3类判据时序属性的多源信息延时约束加权模糊Petri网故障诊断模型。首先,分析故障前后的电力网络拓扑以确定可疑故障元件。之后,采用反向推理寻径法识别故障元件动作可能路径,并在此基础上构造加权模糊Petri网故障诊断模型来确定故障元件;该模型能够计及故障电气量及其时序属性、元件故障和保护动作之间、保护动作和断路器跳闸之间的延时约束以及保护和断路器动作不确定性,且诊断推理全程采用矩阵运算来实现。在上述基础上,采用逆向推理判断警报信息的完整性和正确性,识别出误动或拒动的保护与断路器。最后,用IEEE 39节点系统和贵州兴仁变电站实际故障案例对所构建的故障诊断模型的正确性和求解方法的有效性作了验证。     

面向 SCADA 系统的电网故障诊断信息的获取

对在线电网故障诊断系统的信息获取问题进行深入研究,基于目前的 SACDA 信息平台,提出一种故障诊断信息的在线获取方法.该方法采用文中提出的动态事件窗生成技术,先对含有电网故障信息的告警信号进行截获,然后结合故障元件、保护动作和断路器跳闸的关联性,从截获的告警信号中提取电网故障诊断信息.动态事件窗生成技术可有效地克服错误告警信息影响,保证所获取电网故障信息的正确性和完整性.所提方法已经应用于实际电网的故障诊断系统,运行结果表明其是有效且可行的     

计及死区故障的3/2接线变电站的Petri网故障诊断方法

现有针对3/2接线系统的故障诊断方法较少考虑死区故障,在基于保护和断路器动作信息进行故障诊断时易造成误判。提出一种计及死区故障的3/2接线变电站的Petri网故障诊断方法,除了系统中母线、线路和变压器等元件,对死区位置也建立其加权模糊时序Petri网模型。针对3/2接线系统不同死区位置、不同类型故障的跳闸策略,利用保护动作信息和断路器辅助节点开合状态信息构造死区故障辨识逻辑。通过死区故障的逻辑辨识和保护及断路器的时序约束检查,对诊断模型的结构和参数进行修正。测试系统仿真算例和电网实际故障案例表明,该方法能够在保护和断路器不正确动作和警报信息不完整等复杂状态下识别真实故障元件,提高了诊断的准确度和容错性。     

一种改进的电网故障诊断解析模型研究

针对保护或断路器出现拒动条件下,保护期望动作状态计算结果与实际动作逻辑间可能出现失配的原因进行了分析。通过计及主保护、近后备保护、远后备保护和断路器失灵保护间相互制约关系,给出了一种电网故障诊断模型解析规则的改进方法。仿真算例表明,所提方法能够提高故障诊断模型目标函数的计算精度,获得更加合理的故障诊断结果。     

采用量子遗传算法的船舶电网故障诊断方法

为在船舶电网发生故障时能准确的确定故障元件,在深入分析船舶电力系统独特的结构和保护配置特点的基础上,考虑保护或断路器拒动情况下计及主保护、后备保护之间状态关系对目标函数的共同影响建立了适合船舶电力系统故障诊断的数学模型,利用量子遗传算法具有比普通遗传算法更好的种群多样性、更快的收敛速度和全局寻优的能力的优点对故障诊断数学模型进行求解,并利用典型船舶电网故障算例对所提方法进行了验证,算例结果说明了该故障诊断模型的合理性和诊断结果的准确性.