基于保护信号的隐性故障检测

目前尚缺乏有效的继电保护装置隐性故障检测方法,因此提出了一种基于保护信号解析模型的隐性故障检测方法。该方法根据保护启动、保护动作、断路器跳闸、故障位置信号之间的逻辑关系,以及主保护和后备保护之间的配置规则,并考虑线路三段保护、拒动误动等情况,构建描述各信号之间关联的解析模型。将信号的实际状态和期望状态的最大匹配作为优化目标,利用优化结果检测隐性故障。算例分析结果表明了该方法的有效性。     

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。     

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。     

基于保护机理的隐性故障识别方法

继电保护隐性故障严重影响电力系统的安全可靠运行,尤其是保护整定方面存在的隐患不易被发现,可能扩大停电范围甚至造成连锁故障.对此,提出一种继电保护系统隐性故障识别方法.首先,建立了系统拓扑中线路、元件、断路器的编码规则,并根据编码和断路器跳闸情况确定疑似故障区域.其次,根据保护启动、动作及断路器跳闸的相关性,结合各保护配合关系,建立了保护动作逻辑关系式.再次,基于实际情况与预期情况最大吻合原则建立目标函数,采用优化算法求解,并通过对比得到隐性故障位置.案例分析表明,所提方法能有效发现保护定值和保护配合等软件类隐性故障.     

电网故障诊断的分阶段解析模型

当存在错误告警信息时,现有的电网故障诊断解析模型需要扩大变量维数以实现诊断,求解难度大且时效性低。对此,提出了一种电网故障诊断的分阶段解析模型。模型前一阶段分析不同预想故障元件对目标函数的影响,在此基础上综合保护动作关联和断路器动作关联两个方面建立元件的故障测度指标,实现可疑元件的快速筛选;后一阶段将保护和断路器的实际状态引入故障假说,建立反映保护系统的动作逻辑错误和信息通信错误的诊断目标函数,并通过离散粒子群算法进行求解,能够得到故障元件以及保护和断路器的实际状态。IEEE 39节点系统的多组算例仿真验证了所提模型的有效性和容错性,表明该方法在存在错误告警信息时仍能快速准确诊断故障元件,并对异常告警信息做出评价,具有较好的应用前景。     

地区电网故障诊断基本分析模式研究

根据电网发生故障时网架结构变化的特点,依据我国继电保护的整定原则和动作逻辑,构建了故障时电网结构变化的基本模式,以实现对于故障的快速感知与诊断。为分析故障时二次系统的动作行为,构建了采用动态故障树表示的电网故障诊断二次系统模型,基于该模型对继电保护的基本动作模式进行了研究,将保护装置动作模式分为保护配属对象故障模式、外部设备故障模式、断路器拒动模式、保护拒动模式和异常动作模式。采用模式叠加构建了多重保护配置下的保护动作模式,利用网络拓扑完成了失电区域内多装置动作模式的生成,分析了电网故障过程中继电保护动作的模式不相容现象。通过算例分析,证明了所提出的保护动作模式匹配方法的有效性和可行性。     

采用CAN总线的广域保护研究

分布式电源和微电网的接入,给配电网继电保护提出了新的要求。为了缩短故障切除时间,保证动作的选择性和快速性,研发了基于DSP的广域保护装置,探索了CAN总线在广域保护中的应用。广域保护中不同位置的保护装置通过CAN总线交换信息,能够快速确定故障区域,明显缩短故障切除时间。对广域保护样机进行了实验研究,实验结果表明,CAN总线用于广域保护能提高继电保护性能。     

基于多信息融合的广域继电保护新算法

广域继电保护需融合电网多点信息实现故障元件识别,因此,保护算法的高容错性是保证其正确动作的关健.文中提出一种基于多信息融合的广域继电保护新算法,该算法根据电网结构形成故障识别编码,并利用基于常规主/后备保护原理的保护动作信息和断路器位置信息,构建适应度函数和状态期望函数.最后,利用故障前后的适应度分析故障概率,以实现高...     

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。     

基于继电保护时空参数的电网故障诊断模型

根据继电保护动作逻辑的时间和空间特性,定义了故障关联树,以描述保护装置的时空配合逻辑。利用空间关联度和保护动作时间对保护进行动作优先级排序,并将其映射到Petri网的动态推理模型中,以实现对电网元件的精确诊断。同时通过保护优先级参数对保护和断路器的动作行为作出评价。仿真算例证明该方法能在多种复杂故障的情况下进行快速诊断,对保护和断路器动作进行正确评估。     

考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估

提出了考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估方法。采用继电保护隐性故障的概率模型描述保护装置对电力系统风险的影响,通过分析保护系统的机理表明保护装置在连锁故障中的作用,用母线孤立风险、负荷孤立风险、电网解列风险及系统综合风险来评估系统的连锁故障风险,并据此提出了减小系统连锁故障风险的预防措施。应用蒙特卡罗方法产生系统事故、保护装置和隐性故障的随机特性,编写了电力系统连锁故障风险评估与预防软件。IEEE118节点系统的应用结果证明了该方法的可行性及软件的有效性。     

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。     

保护隐性故障及其对电力系统连锁故障发展影响

继电保护隐性故障是造成电力系统连锁故障的重要因素之一,针对影响保护隐性故障因素,建立了考虑线路故障的保护隐性故障模型。从人为失误、保护装置自身的老化失效、保护所处环境影响来分析保护的故障率,基于Markov状态空间法,针对高压系统两套主保护及远近后备保护,建立详细的线路—保护状态转移模型,计算保护误动概率与拒动概率,并应用到连锁故障仿真算例中。连锁故障仿真考虑不同保护动作特性、控制措施动作以及不同负荷水平的影响,根据仿真结果计算保护拒动与误动风险,分析保护隐性故障对电力系统连锁故障的影响,以及各因素对保护拒动和误动的影响。仿真结果表明,重载时保护不正确动作风险比轻载和正常工作时大。     

继电保护装置动作逻辑的数字仿真系统

目前电力系统的运行方式复杂、变化频繁,给继电保护的运行分析带来很大的困难.通过利用计算机软件来模拟实际故障情况下继电保护装置的动作行为,可以进行保护装置定值的校验、保护装置动作逻辑考核、保护动作回放等继电保护运行特性的分析工作.文中通过采集故障录波数据仿真实际电力系统继电保护装置动作逻辑,以保护元件作为动作仿真对象,以保护元件的动作特性等作为判据,开发面向不同保护厂家的精确到保护内部元件动作特性的继电保护装置模型,通过拓扑分析实现真正意义上的图形化界面的继电保护装置动作全过程仿真.     

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。     

含电气量信息的电力系统故障诊断解析模型

现有的电力系统故障诊断解析模型采用的信息源比较局限,信息冗余度不大,在复杂故障情况下难以得到明确的故障诊断结果。随着以相量测量单元(PMU)为基础的广域测量系统(WAMS)的发展,实时获取准确的系统电气量信息逐步成为可能。在此背景下,发展了能够利用电气量信息的电力系统故障诊断解析模型。首先,利用故障后的断路器状态与电气量快速确定故障区域;然后,对现有的解析模型作了进一步发展,以充分利用电气量信息,并对所发展的优化模型采用遗传算法求解。最后,用算例说明了所发展模型的可行性。仿真结果表明,所提出的方法具有较强的容错能力,可以处理保护和断路器误动/拒动情况以及警报丢失或错误情况。     

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。     

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。     

继电保护系统隐性故障识别方法及软件设计与实现

继电保护系统的隐性故障可能引起保护误动或拒动,并影响电力系统的安全稳定运行,但目前还没有通用的识别系统。设计实现了带有案例模板库的继电保护隐性故障识别软件。首先建立了一套适用于逻辑判断和分析计算的编码方法。其次,建立了保护逻辑库,根据拓扑信息、保护启动、动作及保护配合关系识别可能存在的隐性故障。最后研究了隐性故障识别方法并设计了隐性故障识别软件。案例分析表明该软件能有效识别继电保护软件型隐性故障,具有较强的普适性。     

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。