基于Petri网的电力系统故障诊断综述

为了研究基于Petri网的电网故障诊断方法,提高电力系统安全稳定性,综述Petri网原理及Petri故障诊断模型在电网故障诊断中的应用.首先,介绍Petri网基本概念、分类及优缺点;然后,分别针对发电机组故障、输电线路故障、变压器故障、配电网故障、电力系统故障,介绍国内外关于Petri网及改进Petri网在不同类型故障...     

容纳时序约束的改进模糊Petri网故障诊断模型

现有基于Petri网理论的电力系统故障诊断模型与方法完全没有利用或没有充分利用警报信息的时序属性,且容错性不强,在处理复杂故障时可能无法得到明确的诊断结果。在此背景下,提出一种融合时序约束网络的模糊Petri网故障诊断模型。通过将Petri网的库所赋予时间属性,以充分计及元件故障、保护动作和断路器跳闸间的延时约束,并采用模糊加权算法进行推理运算,提高了模型的容错性。最后,以IEEE 10机39节点电力系统为例验证了所发展的模型的正确性和求解算法的有效性。与现有两种方法的比较表明,所发展的诊断方法能够自动跟踪网络拓扑变化,在增加少量计算量的情况下,较大提高了容错能力,满足大规模电力系统在线故障诊断需要。     

基于故障录波时序信息的电网故障诊断

为克服基于开关量的传统故障诊断方法的不足,提出了一种基于故障录波时序信息的高压输电线路故障诊断方法。采用动作时区划分的方法并在边界处引入模糊化,用模糊Petri网针对输电线的运行状态构建了故障诊断模型,结合小波技术提取录波信息中的故障特征量以得到Petri网的点火序列,经过矩阵运算得到故障诊断结果并可以对保护、断路器动作行为进行评价,最后形成故障简报上传主站。通过上海220 kV子网故障诊断仿真,验证了该方法的有效性。     

模糊PETRI网在电力系统故障诊断中的应用

在电力系统中，如何处理大量不完全且不确定的继电保护及断路器动作信息，从而准确地进行故障诊断，一直是研究人员所关心的问题。该文利用具有较好的并行处理性、快速性及容错性的模糊Petri网来处理电力系统故障诊断中的不确定动作信息，给出了一种新的故障诊断分析方法，可实现准确而有效的故障诊断功能。文中首先介绍了模糊Petri网的结构和定义；然后建立了故障诊断的模糊Petri网模型；最后通过实例数据验证了此方法的有效性和可行性。     

基于故障区域识别及信息时序属性的电网故障诊断

针对电网故障诊断中的不确定和不完备信息,以及考虑到信息的时序逻辑关系,提出基于故障区域识别及信息时序属性的电网故障诊断方法。首先通过故障区域的识别确定可疑故障元件,减小了诊断范围。充分利用电力系统时序特性,建立带有时间戳的模糊Petri网模型,并利用时序逻辑矩阵对时序不一致信息进行识别和修正。给出该电网故障诊断方法的流程,通过仿真验证了所提方法的可行性。     

Petri网与专家系统结合的输电网络故障诊断方法

介绍了一种应用Petri网数学模型并结合专家系统进行电力系统输电网络故障诊断的方法。根据断路器跳闸信息确定故障区域,通过搜索“六元表”找出故障区域中动作的各类保护及相关的断路器,通过与SCADA系统提供的信息进行比较,把对应各设备的继电保护信息输入Petri网故障诊断模型,最终确定故障元件。这种方法克服了专家系统难于用数学方法描述的缺点,利用Petri网建立数学模型,提高了故障诊断速度。通过实例仿真验证了该方法的有效性、准确性和通用性。     

基于模糊时间Petri网的电网故障诊断方法

故障元件判别作为电网故障应急处置的首要环节,是在线调控运行的重点工作之一。针对现有基于Petri网的电网故障诊断方法未充分利用时序信息或者时序推理过程复杂的问题,提出一种基于模糊时间Petri网的电网故障诊断方法。为Petri网中库所及变迁引入时间属性以表征电力系统告警信息的时序约束关系,定义了置信概率与时序约束的关联推理运算,并从模型结构出发建立了模糊时间Petri网的分层推理过程,能够同时推理得到元件故障的置信概率及其时间点约束。算例仿真表明,所提方法能够快速判定故障元件,诊断结果正确且合理,具有较强的容错性,且能对告警信息做出正确评价。     

基于改进的方向性加权模糊Petri网配电网故障诊断

为提高配电网保护动作信息丢失时故障诊断的准确率及容错性，提出了基于改进的方向性加权模糊Petri网配电网故障诊断方法。首先，考虑故障发生时近后备保护对可疑故障元件故障诊断的影响，对可疑故障元件的各个故障蔓延方向进行建模；其次，在专家经验的基础上采用随机数对模型输入权值进行随机赋值；最后，在保护动作信息丢失时，跟踪改变可疑故障元件保护未动作的可信度取值，并分析该故障诊断方法的适应性与容错性。仿真结果表明，所提基于改进的方向性加权模糊Petri网配电网故障诊断模型在信息不完备或者保护及断路器拒动时，均具有较高的故障诊断准确率。     

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。     

基于自适应加权模糊Petri网的电网故障诊断研究

本文针对电网故障诊断中存在的保护和断路器拒动误动以及故障信息丢失的情况,给出基于加权模糊Petri网(WFPN)的故障诊断方法。考虑到故障诊断模型中权值设定完全依赖于专家经验的问题,设计具有学习能力的加权模糊Petri网,建立电网元件的WFPN故障诊断模型,并利用粒子群算法对权值进行学习实现权值自适应,最后利用故障诊断模型进行故障案例的仿真分析,并与基于加权模糊Petri网的诊断方法相比证明所提出方法具有较好的诊断可信度。     

基于时序信息的模糊Petri网电网故障诊断方法

为提高电网故障诊断的准确性,充分利用报警信号的时序信息,研究一种基于时序信息的分层变迁模糊Petri网故障诊断方法。首先,建立分层变迁加权模糊Petri网(WFPN)故障诊断模型;其次,构建元件、保护和断路器之间的时间关联特性(TAC),进行时间关联一致性检查;最后,通过模糊推理进行故障诊断,并对保护和断路器异常行为进行评判。通过典型电网算例推理验证,结果证明该方法不仅能够提高故障诊断的准确性和容错性,还能够判断保护和断路器的异常行为并推出元件故障发生时刻。     

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。     

计及时间约束的改进模糊Petri网故障诊断模型

为充分利用故障事件记录的时间约束特性,进一步提高故障诊断的准确性与快速性,建立了一种计及时间约束的改进模糊Petri网故障诊断模型。首先,分析故障事件记录的一元、二元时间约束关系,研究不确定及缺失的报警信息对故障诊断的影响,利用虚拟有向弧及Petri网产生式规则,建立改进模糊Petri网模型;之后,通过正、反向时序推理分析,获得所有报警信息应该满足的时间区间,依据所建立的状态真值矩阵有效甄别出时序不一致的报警信息;在上述基础上,制定电网故障诊断的具体流程,提出继电保护装置动作行为辨识规则;最后,通过局部电力系统的多组算例仿真和实际系统故障案例测试,证明了所建模型能有效地诊断出电网故障,并具有较高的容错性。     

基于改进Petri网模型的电网故障诊断新方法

将Petri网理论用于电网故障诊断中,提出了一种改进的Petri网故障诊断模型。分别以线路和母线为例说明了Petri网模型的构建方法、推理过程及解析表示方法。该方法对于电网的单一故障、多重故障及存在保护和断路器不正确动作等情况的严重故障均能快速准确地定位故障元件,自动给出可靠有效的诊断结果,适用于电力系统在线故障诊断。在四平地区电力系统中的测试结果证明了基于该模型的故障诊断系统的实用性和有效性。     

基于BP网络算法优化粗糙-Petri网的电网故障诊断

为了使电网故障诊断的过程更简洁、快速和直观,提出了一种基于BP网络算法优化粗糙-Petri网的电网故障诊断方法。首先用粗糙集理论对电网的故障征兆数据进行处理,从冗余的故障信息中约简出最小决策表;然后基于得到的最小决策表提取诊断规则并建立最优的 Petri 网模型,利用 Petri 网处理并行推理的能力来实现高效的电网故障诊断。其中引入神经网络中的BP算法对电网故障诊断Petri 网模型的权值参数进行网络优化训练。电网实例分析结果表明该模型能准确找到故障区域,具有较好的快速性、自适应性和一定的容错性。     

基于模糊Petri网的用电信息采集系统故障诊断方法

采用一种模糊Petri网理论与专家系统结合的方法对用电信息采集系统整体进行故障诊断,提高了用电信息采集系统故障诊断的效率。根据用电信息采集系统故障逻辑关系,结合Petri网建模方法,建立模糊故障Petri网模型;通过逆向推理的方法,实现系统运行状态的准确评价。最后结合实例对故障诊断的推理过程进行了验证,证明了该方法的可靠性和合理性。     

基于时间约束的分层模糊Petri网的配电网故障诊断

配电网发生故障后充分利用报警信息和时序信息快速准确地诊断出故障元件,是对配电网可靠供电和保证配电网安全运行的首要任务?在现有Petri网的故障诊断基础上,提出一种基于时间约束的分层模糊Petri网的配电网故障诊断模型?建立的模型对配电网的拓扑结构变化具有良好的适应性,通过使用主保护和主保护对应断路器的动作时间来获得原因事件动作起点,并对高斯函数进行修正?通过算例比较证明此方法具有较强的准确度和通用性,能有效地诊断出配电网的故障?     

A fuzzy Petri net based approach for fault diagnosis in power systems considering temporal constraints

The fuzzy Petri net is a promising and efficient approach that can tackle the complexities of power system fault diagnosis. In this work, the temporal constraint between event occurrences in power systems is investigated. Then, it is introduced to a fuzzy Petri net (FPN) for fault diagnosis. The temporal attributes are assigned to the propositions in the Petri net, so that temporal information can be taken into account, which makes the true hypothesis distinguishable from the false ones. The modified matrix execution algorithm can enhance computational efficiency, with a “weighted average” operation included to improve the fault-tolerance. The developed model possesses a modular structure, which is easy to adapt to topology changes, and to accommodate modern protection schemes. A preliminary evaluation of the operating performance of protective devices is also carried out after fault section identification. The testing results on the IEEE 14-bus power system and Zhejiang provincial power system in China demonstrate that the developed model is correct and efficient. Compared with three existing fault diagnosis methods, the proposed one has stronger fault-tolerance with lower computational cost, and is suitable for on-line fault diagnosis in large-scale power systems.