基于贝叶斯网络信息融合的直流配电网故障诊断方法

新型直流配电系统故障期间暂态特征复杂多变,继电保护存在拒动和误动情况。为了避免继电保护的不正确动作对故障诊断产生影响,提出一种基于贝叶斯网络信息融合的直流配电网故障诊断方法。首先,对传统继电保护贝叶斯网络模型进行改进,同时考虑直流配电网故障限流策略,分别构建保护动作信息、断路器动作信息和限流策略信息3种贝叶斯网络模型,对故障区域内各元件的故障概率进行初步评估。其次,利用D-S证据理论将各元件对应的故障概率信息进行融合,完成故障元件的判别。然后,应用故障元件对应的贝叶斯网络模型识别误动或拒动的保护装置与断路器,实现对直流配电网的故障诊断。最后,通过算例验证了所提故障诊断方法的可靠性以及准确性。     

基于贝叶斯网络的电网复杂故障推演新方法

为了分析电网复杂故障过程,基于保护装置与断路器的动作信息构建贝叶斯网络,提出了电网复杂故障推演新方法。应用电网实际拓扑结构信息、继电保护装置和断路器的动作信息构建贝叶斯网络。基于贝叶斯网络进行故障元件诊断,针对远后备保护、近后备保护误判的两种特殊情况,制定了专家系统规则实现保护拒动、误动的识别。将保信系统上送信息与拒动误动分析结果按主保护层-近后备保护-远后备保护-断路器层顺序进行信息整合,推演出发生故障时各层保护装置以及断路器动作先后顺序,实现了电网复杂故障推演。     

基于贝叶斯网络和故障区域识别的电网故障诊断研究

针对电网中因元件故障导致多个保护连锁动作的现象,提出了基于故障区域识别和贝叶斯网络的新型电网故障诊断方法。以电网元件为根节点分别建立贝叶斯网络,利用实时接线分析法确定故障区域以缩小诊断范围,再对故障区域中各元件的贝叶斯网络,利用反向推理得到各元件故障概率。结合SCADA/RMS系统信息,正向推理和相应计算推断出故障元件、拒动与误动的保护装置及断路器。算例的仿真结果证明了该方法的有效性,对于级联跳闸情况可准确诊断出故障。     

基于贝叶斯网络和故障区域识别的电网故障诊断研究

针对电网中因元件故障导致多个保护连锁动作的现象,提出了基于故障区域识别和贝叶斯网络的新型电网故障诊断方法.以电网元件为根节点分别建立贝叶斯网络,利用实时接线分析法确定故障区域以缩小诊断范围,再对故障区域中各元件的贝叶斯网络,利用反向推理得到各元件故障概率.结合SCADA/RMS系统信息,正向推理和相应计算推断出故障元件、拒动与误动的保护装置及断路器.算例的仿真结果证明了该方法的有效性,对于级联跳闸情况可准确诊断出故障.     

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。     

运用时序贝叶斯知识库的电网故障诊断方法

电网故障时有大量报警产生,充分利用报警信号及其时序信息,处理好保护与断路器误动、拒动、信息缺失等不确定性情况,对于电网故障诊断显得非常重要。时序贝叶斯知识库(temporal Bayesian knowledge bases,TBKB)能够清晰表达多个事件之间的时序约束关系,并具备贝叶斯网络的推理能力。建立了基于TBKB的电网故障诊断模型,提出了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时序因果关系(TCR)表达、时序约束一致性检查方法。根据电网结构,可先在线搜索出疑似元件,再对它们自动构造TBKB模型。针对信息缺失节点的状态进行假设,形成假设状态组合。针对这些状态组合,通过贝叶斯反向、正向推理,可判断故障元件,误动与拒动的保护与断路器。多个算例验证了该方法的有效性。     

基于动态推理链的电网故障诊断方法

研究了结合贝叶斯网络的动态因果推理链故障诊断模型。已有基于推理链的电网故障诊断方法存在推理子链个数较多、构造较复杂、未考虑保护和断路器缺失、错误等不足,针对每个疑似故障元件根据保护逻辑建立原始的动态推理链,对误报、漏报的报警信息进行纠正,形成改进后的动态推理链。对推理链中各保护和断路器动作的可信度进行评估,将各保护和断路器动作信息从二值逻辑的0或1模糊化为0,1之间的可信度值。针对每个疑似故障元件的推理链,建立相应的贝叶斯网络模型,通过贝叶斯反向推理得到元件的故障概率。典型电网的多个故障案例验证了所提方法的有效性。     

一种基于DS证据理论的电网故障诊断方法

提出的基于DS证据理论的电网故障诊断方法可解决由不知道所引起的不确定性.确立电网故障诊断的识别框架后,基于贝叶斯方法实现DS证据的表达,应用Dempster法则得到合成的信度函数,以此判断电网故障元件.基于Matlab编程实现了该算法,分析了单重故障且保护与断路器工作正常,单重故障伴有保护误动与断路器拒动,多重故障伴有保护、断路器误动与拒动三种典型故障情况.算例测试结果表明该方法能够有效地识别故障元件.     

一种基于DS证据理论的电网故障诊断方法

提出的基于DS证据理论的电网故障诊断方法可解决由不知道所引起的不确定性。确立电网故障诊断的识别框架后，基于贝叶斯方法实现Ds证据的表达，应用Dempster法则得到合成的信度函数，以此判断电网故障元件。基于Matlab编程实现了该算法，分析了单重故障且保护与断路器工作正常，单重故障伴有保护误动与断路器拒动，多重故障伴有保护、断路器误动与拒动三种典型故障情况。算例测试结果表明该方法能够有效地识别故障元件。     

用粗糙集理论和贝叶斯网络诊断SF6断路器故障

为了在断路器故障时能快速、准确地找出故障原因,提出了一种基于粗糙集理论和贝叶斯网络的高压SF6断路器故障诊断的方法。该方法首先根据断路器的故障样本集找出征兆集合和故障集合之间的关系以建立断路器故障诊断决策表,然后利用粗糙集理论属性约简中的区分矩阵算法对决策表进行约简,剔除冗余知识,简化专家知识得到最小诊断规则进而构建贝叶斯网络可以有效降低网络结构的复杂性,最后利用贝叶斯网络的概率推理实现了对断路器故障原因的快速分析。经过实例证明,该方法用于高压SF6断路器的故障诊断是可行有效的,并且最后给出的结果还可以为断路器的状态检修提供依据。     

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。     

一种新型故障定位方法的研究

故障定位是电力系统事故处理的前提。传统的专家系统方法需要建立复杂的知识库,且实时性得不到保证。文中论述了利用因果网技术进行故障定位的方法,因果网描述了故障元件、继电器、开关之间内在的动作关系;提出了利用面向对象技术形成因果网的方法,所形成的因果网能适应各种不同的网络,通用性强,且能考虑故障扩大的情形。     

基于小波神经网络的在线警报处理系统

利用小波变换在信号处理方面的时频分析能力和神经网络对任意非线性函数的普通的逼近能力，提出了一个基于小波神经网络的电力系统故障段辨别方法。故障诊断系统依据保护继电器和断路器的采样信息估计电力系统中故障段的位置。仿真结果显示，小波神经网络故障诊断系统能正确估计电力系统单一故障和多重故障的位置，即使在电力系统中存在保护继电器和断路器误动或拒动的情况下，小波神经网络也能给出合理的结果。测试结果表明，小波神经网络在电力系统警报处理系统中有良好的应用前景。     

基于模拟进化理论的电力系统的故障诊断

本文提出了利用基于模拟分子进化（ＳｉｍｕｌａｔｅｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｖｏｌｕｔｉｏｎ──ＳＭＥ）的优化方法诊断电力系统故障的新方法。电力系统故障诊断问题可表示为０－１整数规划问题，利用ＳＭＥ方法可一次得到几个可能的解，这对于诊断复杂的电力系统故障（尤其是有保护或断路器误动作的情况）具有实际意义。这种方法可以同时利用保护和断路器的信息，改进后也可以只利用断路器的信息，适用范围较广。此外，ＳＭＥ方法在适应能力方面优于现有的基于Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ机的方法，可以处理任意多重故障，且适于用并行处理机实现。     

On-line fault diagnosis of power substation using connectionistexpert system

This paper proposes a new connectionist (or neural network) expert system for the online fault diagnosis of a power substation. The connectionist expert diagnosis system has similar profile to an expert system, but can be constructed much more easily from elemental samples. These samples associate the faults with their protective relays and breakers as well as the bus voltages and feeder currents. Through an elaborately designed structure, alarm signals are processed by different connectionist models. The output of the connectionist models is then integrated to provide fine final conclusion with a confidence level. The proposed approach has been practically verified by testing on a typical Taiwan Power (Taipower) secondary substation. The test results show that rapid and exactly correct diagnosis is obtained even for fault conditions involving multiple faults or failure operation of protective relays and circuit breakers. Moreover, the system can be transplanted into various substations with little additional implementation effort     

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。     

基于遗传算法和模拟退火算法的电力系统的故障诊断

根据元件故障与保护动作和断路器跳闸之间的逻辑关系，首先把电力系统的故障诊断问题表示为０－１整数规划问题。在此基础上，采用了两种方法求解，第一种方法是遗传算法，第二种方法是模拟退火算法。这两种方法都能以较大的概率收敛到全局最优解，并能够求得多个最优解。提出的方法理论严密，与当前比较流行的以启发式知识为基础的专家系统方法不同。本文的方法可以处理任意复杂的故障，也可以处理有保护和断路器误动作的情况，且计算时间与故障的复杂程度基本无关。此外，提出的方法原则上适合于并行处理。     

Fault Section Estimation of Power System Using Colored and Timed Petri Nets

A correct and rapid inference is required for practical use of expert system for fault section estimation in power systems. This paper proposes a new model-based expert system for fault section estimation using colored and timed Petri nets. The Petri nets simplify the inference procedure greatly because it can represent the causalities among faults of power system components, protective actions of relays and circuit breakers. They can also represent the operating states of these protective devices explicitly, or, more precisely, whether a relay has been actuated correctly or falsely, etc. In addition, time sequence information on actuated relays and tripped circuit breakers can be handled by using the colored and timed Petri nets. Therefore, the operating states of relays and circuit breakers can be inferred more correctly. Petri nets are suited for parallel processing so well that there is a possibility of reducing the inference time considerably. In the proposed system, the inference is executed by setting the initial states in the Petri nets using the information on the actuated relays and the tripped circuit breakers and then operating the Petri nets. There have been several test cases which used a prototype system on the Macintosh computer employing Object Common Lisp, and good results have been obtained.     

电网故障诊断新方法的研究

准确、快速地故障诊断及事故后恢复对缩短停电时间、提高供电可靠性有重要意义。文章提出了基于正反向推理的电网故障诊断新方法，它利用来自SCADA系统的开关和保护动作信息，经过正反向推理，就可找到若干条最有可能故障的线路，并按照故障可能性大小将线路排序，而且计算简单，实现方便。仿真计算结果证实了方法的有效性。     

利用保护和断路器信息的电力系统故障诊断与不可观测的保护的状态识别的模型与 Tabu 搜索方法

根据元件故障与保护动作和断路器跳闸之间的逻辑关系,首先构造了电力系统故障诊断与不可观测的保护的状态识别（ＦＳＥ－ＳＩＵＰＲ）的一种新的０－１整数规划模型。该模型充分利用了断路器信息,在一些保护信息不完整的情况下也能正常工作。之后,提出了用Ｔａｂｕ搜索（ＴＳ）方法来求解这一问题。ＴＳ方法是近年来出现的用于求解组合优化问题的高效的启发式搜索技术。算例计算表明,所发展的ＦＳＥ－ＳＩＵＰＲ的数学模型是正确的,采用的基于ＴＳ的方法相当有效。