基于语义网的智能站继电保护隐性故障辨识诊断技术研究

继电保护系统的隐性故障是造成保护误动或拒动、系统失稳并造成大面积停电的重要原因之一。分析了继电保护隐性故障机理,应用语义网技术,在CLIPS平台上建立了智能变电站领域知识库和继电保护隐性故障辨识规则库。对变电站一次系统、二次系统、通信系统、辅助系统的建模体系进行说明,并在此建模基础上进一步关联了隐性故障辨识规则库。同时,以某500 kV智能变电站为例,通过可视化平台验证了静态特性、动态特性和不确定隐性故障辨识规则与处理策略的有效性,为智能变电站运维检修及故障排查提供决策依据。     

面向智能变电站模型应用的二次设备建模优化

目前智能变电站二次设备建模主要关注通信层面的互操作性,而信息语义层面的互操作较差,难以支撑实现业务功能的自动配置。随着基于二次设备信息的智能变电站运维等高级应用技术的应用,二次设备模型语义基础的薄弱越来越成为阻碍变电站智能化技术发展的主要问题。针对上述问题提出了二次设备模型优化原则,通过智能电子设备能力描述模型的语义化增强模型的自描述特性,支撑实现基于间隔关联的一、二次设备模型自动关联,为智能变电站各类配置工作的模板化奠定了基础。该方案可实现智能变电站运维等高级应用功能自动配置,可显著提高智能变电站配置的效率及质量。     

智能变电站继电保护智能运维系统自动配置技术研究

为提高继电保护智能运维信息采集配置的效率及正确性,提出一种基于知识图谱的智能运维系统信息采集自动配置技术。基于继电保护相关规范建立继电保护装置数据输出端口的标准化模型,依据专家知识按照IED类型建立智能运维系统信息采集点与继电保护装置标准化数据输出端口的关联关系,形成智能运维系统信息采集配置知识图谱本体。结合智能运维系统的历史配置数据进行知识学习,建立智能运维系统信息采集配置知识图谱。基于二次设备数据输出端口地址信息与继电保护装置数据输出端口的标准化模型的相似性计算,自动将二次设备数据输出端口地址匹配到标准信息端口地址实现知识融合,并引入CBOW模型增强语义理解,提高实体相似性算法的精度。实例验证结果表明,基于知识图谱的智能运维系统信息采集自动配置技术可有效提高智能运维系统配置效率,保证配置的正确性。     

基于深度学习的智能变电站二次设备故障定位研究

为提高智能变电站二次设备故障定位的准确率和运维效率,提出一种基于深度学习的智能变电站二次设备故障定位方法。依据二次设备不同模块故障时的特征信息,梳理故障定位的推理知识库;结合二次设备的自检信息、报文的订阅关系以及采样值提出了故障断面的特征信息表征方式;利用深度学习的训练规则,建立基于循环神经网络的二次设备故障定位模型并给出了故障定位步骤。以典型的智能变电站线路间隔为例,仿真验证了所提故障定位方法的有效性与精确性,且在信息可靠性不足的情况下仍能取得良好的判别结果,容错性能良好。     

基于规则推理的智能变电站操作票自动生成方法

智能变电站操作票开票系统能够有效防止误操作,实现顺序控制。目前开票系统的操作逻辑主要基于典型间隔,进行人工组态,工作量较大。提出一种基于规则推理的智能变电站操作票自动生成方法。基于"五防"规则建立基本单元模型,并生成各类典型间隔设备的操作规则函数,实现系统知识库的构建;通过解析智能变电站的SSD文件得到一次设备的状态,以此构建一次设备拓扑表,并采用基于设备状态的推理算法结合设备操作规则函数,完成推理机的构建,实现操作票的自动生成。通过算例验证,测试结果表明,文中研究的方法具有完善的知识库,针对不同接线方式下的操作任务,能高效快速地完成自动开票,通用性及准确性较强。     

基于Qt/Embedded的断路器故障诊断专家系统

设计了基于Qt/Embedded多线程机制的断路器故障诊断专家系统,提出一种综合故障仿真、故障模拟、数学模型分析结果及业内专家经验、文献资料等建立断路器故障诊断专家系统知识库的方法。针对断路器知识库的特点,选用产生式规则及框架表达知识,设计了专家系统的推理机制。最后,对专家系统的有效性进行了试验验证。     

基于改进Petri网技术的智能操作票系统的应用

在Petri网模型构建的操作票知识库的基础上,利用Petri网的动态行为设计相应推理机制,使推理过程形式化,实现推理过程与规则表示的完全分离,提高了电网调度操作票专家系统的通用性和灵活性;同时,改进后的推理方法通过改变Petri网的运行规则和引入抑制弧,并利用Petri网技术对操作任务进行分解,对子任务建立基本Petri网,简化了推理过程,提高了推理效率,解决了"状态组合爆炸"问题。实例表明,改进Petri网的推理机制可有效提高操作票专家系统的适应性。     

基于KMP算法的智能变电站间隔层设备软压板校核系统的研究与应用

基于KMP算法,研发了智能变电站二次设备软压板校核系统。该系统基于智能变电站现有的网络结构、通信协议,对运行二次设备软压板投退状态进行采集、校核与存储,继而进行状态识别与判定规则的数据建模。实例验证了KMP算法应用于二次设备软压板校核过程的合理性与正确性。该系统实现了智能变电站二次设备软压板投退状态校核的智能化,具有很好的实用价值和推广前景,对智能变电站二次设备运维工作具有重要的指导意义。     

基于知识库的锅炉"四管"爆漏预报专家系统

从分析锅炉“四管”爆漏的特点出发,提出了基于知识库的锅炉“四管”爆漏预报专家系统,给出了系统总体结构模型和面向对象模型。根据系统要求建立了数据库,积累案例形成案例库,获取专家经验及领域知识建立了规则库,依据知识层次结构建立了模型库,这4库一体化形成专家系统,介绍了基于案例、基于规则和基于模型的预报推理方法,比较了各种预报推理方法的优、缺点,并提出了基于案例、规则和模型的混合推理,其优点在于能充分发挥各种推理方法的优势,克服各自存在的不足,能最大限度地找到问题的解;讨论了贴近度的定义、表示和计算以及规则表示等问题;最后给出了系统的功能和实现方法。应用证明基于知识库的锅炉“四管”爆漏预报专家系统可以得到与专家同样的预报结果。     

基于间隔CRC校验码的智能变电站改扩建配置文件定位研究

随着智能变电站大规模的投入运行,同时智能变电站扩建工作也在不断的推进。目前智能变电站改扩建技术缺乏完整的技术体系,为了界定改扩建影响范围,确保改扩建间隔配置信息不影响运行间隔信息,提出一种基于二次虚回路自动识别间隔信息的方法,将二次设备归属到间隔。同时提出一种基于间隔CRC的二次回路配置管控方法,以明确定位改扩建对母线保护装置配置信息的影响范围。最后提出基于语义识别的方法,对CCD文件二次虚回路校验,保证虚回路配置的正确性,为智能变电站改扩建提供技术支撑,提高改扩建效率。     

基于双层CRC校核的智能变电站配置文件在线诊断方法

针对智能变电站配置文件变动带来的校核难问题,提出了基于双层CRC校核的智能变电站配置文件在线诊断方法。该方法能有效地提高智能变电站配置文件的安全性和一致性。首先分析基于IEC61850的智能变电站配置文件及其形成机制。接着介绍CRC算法原理及其在智能变电站配置文件的动态校核应用情况,结合变电站配置文件特点采用双层CRC校核的原理,进一步详细研究该方法的实现过程和具体步骤。基于双层CRC校核方法研发了具有可视化功能的智能变电站配置文件在线诊断系统。现场应用情况证明了所提方法的有效性。     

智能变电站二次系统物理回路建模方法及设计实现

智能变电站二次系统逻辑回路遵循IEC 61850建模,而物理回路的设计仍采用图纸表达,不利于智能变电站信息化技术的发展。借鉴逻辑回路的建模思路,提出二次系统物理回路的建模方法。设计了基于虚实解耦理念的物理回路模型配置流程;给出了物理回路模型的语法语义;实现了基于物理回路模型的完整工程应用解决方案,包括物理回路配置工具、物理回路可视化工具。关键的是采用虚实对应技术,实现了物理回路和逻辑回路的关联。填补了二次光缆和网络结构的模型配置空白,便于设计工具和厂站级系统导入和导出物理回路配置,扩展了物理回路模型的应用空间。     

考虑继电保护系统的新一代智能变电站可靠性评估

新一代智能变电站已成为变电站未来的发展方向。目前针对新一代智能变电站一次系统或继电保护系统可靠性的评估仅限于系统本身,并没有综合考虑这两个系统对新一代智能变电站可靠性的影响,从而导致评估得到的可靠性指标偏高。首先根据新一代智能变电站继电保护的结构,建立了基于最小路集算法的可靠性模型。然后提出一种综合考虑继电保护系统及一次设备的等效可靠性指标,并利用上述模型及等效指标计算新一代智能变电站的可靠性。最后通过算例验证了所提方法的有效性。     

基于区块链技术的智能变电站配置版本管理

变电站的数字化配置是一个复杂过程,其频繁修改的配置文件存在管理效率低、监管难、过分依赖人员素质、风险高等风险。在深入分析区块链技术对于解决变电站配置问题的适应性的基础上,设计了基于区块链的变电站配置文件版本管理框架。对其中数据层区块结构、网络层组织、共识层机制、智能合约层实现、业务流程、存储空间回收、统计和监视等关键技术应用进行了详细设计。最后对所设计方案进行了性能和安全性分析。基于区块链的变电站数字化配置版本管理,提供了一个分布式系统方案,实现了基于智能合约的自动化更新,实现了不可篡改和可追溯的客观化监管。其效率和安全性有一定技术保障,为智能变电站的工程应用提供了一种新的解决思路。     

500 kV双龙变电所操作票自动生成系统

介绍了500kV双龙变电所操作票自动生成系统。提出了一种采用模型化设备、领域知识库、拓扑路径算法和推理机的实用的专家系统构成方案。系统采用多重产生式系统来构造专家知识库。提出了二次设备模型化,并构造了相应的知识库,解决了二次设备操作票自动生成问题。通过在线拓扑分析算法,推理出操作路径,使该系统具有很好的跟踪电网运行方式的能力。所设计的解释机,能对推理过程和知识利用情况进行详细解释。该系统在线利用SCADA实时信息,形成一在线智能生成与监视的闭环系统,并于1999年5月在金华500kV双在电所中投入运行。     

智能变电站监控系统新型体系架构研究与实践

针对智能变电站监控系统按间隔配置测控装置存在的装置数量多、无后备等问题,提出了一种智能变电站监控系统新型体系架构。对站控层进行功能整合及提升,优化站内通信网络,SV与GOOSE共网传输。间隔层采用集群测控装置,将全站所有间隔的测控功能集中于数台集群测控中,依靠动态迁移技术实现间隔测控功能的装置级热备用。开发了全景可视化的运维系统,提高了智能变电站改、扩建时的调试效率。阐述了新型监控系统的关键技术及实现方案,并结合新型监控系统在智能变电站中的试运行情况,分析和展望了其应用前景。     

智能变电站自动化设备透明运维系统构建与应用

针对常规变电站在运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警等方面不规范的问题,开发智能变电站自动化设备(Smart Substation Automation Equipment,SSAE)透明运维系统。首先将智能变电站运维系统划分为现场运维和远程运维以适应不同场景,并基于信息模式,细化设备一体化运维细节。对变电站监控系统配置规范化、自动化设备和运行参数网络化统一配置运维。研制一体化运维工具,在广域运维主站新增透明运维功能模块,实现交换机、测控装置和版本一体化管控运维。