融合遥信报警和电气量分析的电网故障诊断方法

随着广域测量系统和故障录波信息网的广泛应用,系统的电气量信息获取也越来越方便可靠。利用融合开关量和电气量信息的综合故障诊断方法,首先通过分析报警信息中的开关量信息、搜索停电区域,得到可疑故障设备集;然后对可疑设备进行模糊解析模型求解分析以及相关电气量的希尔伯特黄变换分析;最后,定义元件的解析故障度、频率畸变度和能量变化度三个故障测度,并将这三者作为证据体采用改进的D-S证据理论进行融合得到最终诊断结果。算例表明,该方法能有效降低保护和断路器拒动、误动的影响,提高故障诊断结果的准确度。     

电力系统故障诊断的机会约束规划模型与方法

以现有的电力系统故障诊断解析模型为基础,引入机会约束规划来处理故障诊断过程中可能出现的保护/断路器拒动或误动、警报漏报或误报等不确定情况,提出了电力系统故障诊断的机会约束规划模型与方法,并采用基于蒙特卡洛仿真的遗传算法进行求解。该模型充分考虑了诊断过程中不确定性因素出现的可能性,能够适当处理保护/断路器拒动或误动、警报漏报或误报等情况,具有较强的容错能力。最后,用实际电力系统发生过的故障案例对所发展的解析模型和方法进行了仿真测试,得到了与实际故障情况一致的结果,且计算速度满足在线应用的要求。     

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.     

基于广域测量信息的电力系统故障诊断解析模型（英文）

现有的电力系统故障诊断方法通常只采用继电保护装置(protective relay,PR)和断路器(circuit breaker,CB)的状态信息作为判据,信息裕度较低,这样对于复杂故障情形就可能得到不准确的甚至错误的故障诊断结果。相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的大范围普及使得同步相量数据的实时获取成为可能。在此背景下,文章提出一种基于保护设备状态信息和相量信息的电力系统故障诊断的改进解析模型。首先,基于断路器状态量和相量数据等多源信息快速判定故障区域;之后,采用所提出的改进解析模型针对故障区域内所包含的元件进行故障诊断。文章还提出了基于相量信息的故障诊断判据,并对传统判据进行了改进,以增强所提出的故障诊断方法的容错性和适应能力。最后,采用IEEE 39节点系统对所提出的故障诊断改进解析模型进行测试,以验证其正确性和高容错能力。仿真结果表明,通过将相量数据引入故障判据,所提出的故障诊断方法可以在保护装置故障或故障报警信息失真的情况下对复杂故障进行准确诊断。     

利用电气量和时序信息的改进Petri网故障诊断模型

现有的电力系统故障诊断模型在利用多渠道、多方位的测控信息方面,大多采用决策级别的信息融合,在信息冲突或不完整时有可能导致误判;对时序信息的利用一般局限于对信息的初步筛选,未能充分利用时标偏差与信息准确程度之间的关联性。在此背景下,以现有模糊Petri网故障诊断模型为基础,对多源信息进行融合分析,充分利用设备遥信动作事件的顺序记录(SOE)、由广域测量系统得到的电气量信息以及这些信息所包含的时序特性,建立了一种考虑时序信息的多源Petri网故障诊断模型。所发展的故障诊断模型通过利用时序信息对保护设备动作事件进行置信度评价,利用多源信息的冗余度对所缺警报信息进行补充并校验所收到的警报信息的正确性,可以有效提高故障诊断的准确度和可靠性。最后,采用南方电网和江苏电力系统发生过的实际故障案例对所建立的故障诊断模型进行了验证。     

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。     

利用有限相量测量单元的故障识别与广域后备保护策略

针对传统后备保护整定困难、动作延时长、配合关系复杂等问题,提出了一种利用有限相量测量单元的故障识别与广域后备保护策略。首先,根据相量测量单元的安装位置划分后备保护区域;在发生故障时,利用电气量信息确定故障设备所在的后备保护区域,以期快速缩小可疑故障设备范围。其次,提出一种基于解析模型的故障识别方法和广域后备保护策略。当主保护未能成功切除故障时,这种解析模型可综合利用主保护动作警报、断路器动作警报、后备保护启动信息和功率方向继电器指向信息,利用禁忌算法（tabu search,TS）求解最优故障假说,并通过解析保护和断路器的动作逻辑判断拒动装置。之后,根据不同的拒动情况提出相应的后备保护策略以防止故障扩大。最后,以IEEE 39节点系统为例,对所提出的方法做了验证。仿真结果表明,所提出的方法是可行的,具有较强的容错能力。     

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。     

应用数据融合的电网故障诊断

电网发生故障时,由于保护及断路器的拒动、误动等因素使得诊断结果存在不确定性。首先提出了应用数据融合的电网故障诊断方法;再针对融合故障发生时的开关量和电气量信息,利用模糊Petri网对开关量信息进行分析,利用希尔伯特-黄变换HHT(Hilbert-Huang transform)对电气量进行分析,提取开关量故障度、幅值故障度、频率故障度和能量故障度,并利用D-S证据理论对各种故障表征予以融合,进而得故障诊断结果;最后,通过仿真验证所提方法能充分利用电气量信息,减小单一开关量的不确定性因素的干扰,提高故障诊断的精度。     

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。