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。     

一种改进的电网故障诊断解析模型研究

针对保护或断路器出现拒动条件下,保护期望动作状态计算结果与实际动作逻辑间可能出现失配的原因进行了分析。通过计及主保护、近后备保护、远后备保护和断路器失灵保护间相互制约关系,给出了一种电网故障诊断模型解析规则的改进方法。仿真算例表明,所提方法能够提高故障诊断模型目标函数的计算精度,获得更加合理的故障诊断结果。     

计及警报信息时序特性的电网故障诊断解析模型

现有的故障诊断解析模型没有利用警报信息的时序特性,对于复杂的多重故障,诊断结果可能有2个甚至多个解,不够明确。文中通过提出动态关联路径的概念,构造了能够充分利用警报信息时序特性的电力系统故障诊断的一种新解析模型,能够合理地描述现代电力系统多种保护配置下保护和断路器的动作时序关系,对于复杂故障可以得到更为明确的诊断结果。最后用实际电力系统所发生过的故障对所提出的方法进行了说明。     

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。     

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。     

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。     

考虑三段式线路保护主保护范围的电网故障诊断解析模型

当电力系统中的线路发生故障时,如果线路主保护没有发生动作,则会被认为拒动,系统将付出主保护拒动的代价。为避免主保护被认为拒动的情况,准确判断主保护的动作,提出了一种考虑三段式线路保护主保护范围的电力系统故障诊断解析模型。该模型依据线路首末两端主保护的保护范围,将线路分成3部分,并对这3部分的保护动作逻辑表达式进行细化描述,再与母线和变压器的解析模型相结合建立完整的电力系统故障诊断解析模型。并利用改进后的粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)对电网中实际的故障案例进行仿真验证,证明该模型能够有效地解决线路主保护被认为拒动的情况,且实现了对电力系统故障的准确诊断。     

电网故障诊断解析模型的改进二进制增益共享知识算法求解

针对现有智能优化算法在求解电网故障诊断解析模型时存在的易于陷入局部最优和种群质量低等问题,提出一种改进二进制增益共享知识算法(improved binary gaining-sharing knowledge-based algorithm, IBGSK)。首先,根据故障诊断规则,构建一种包含完备故障信息的完全解析模型。其次,将离散工作机制融入改进算法的种群更迭中,以避免发生空间脱节。然后,结合进化种群动力学思想(evolutionary populationdynamics, EPD),引入一种自适应交叉算子,以提高种群质量和增强算法的全局寻优能力。最后,通过特征选择和故障诊断仿真实验对算法性能进行评估。结果表明：IBGSK算法相较于其他优化算法,在特征选择问题上具有更高的计算效率、更强的全局寻优能力和泛化能力;在求解电网故障诊断解析模型上具有更优的诊断可靠性、时效性和收敛性。     

考虑不确定性的基于解析模型与信息理论的电网故障诊断方法

对故障诊断中的不确定性因素进行深入分析,以解析模型为基础,用概率评价的方法考虑保护动作和断路器跳闸的可靠性,构建了既反映电网结构和功能又反映保护和断路器动作规则的概率矩阵。     

电网故障诊断的统一信息模型设计

为实现电网故障诊断中完备信息的获取与利用,提出了应用于电网故障诊断的统一信息模型。给出了统一信息模型的结构,在实现中,通过IEC61970的扩展CIM对一次系统元件参数及拓扑进行描述,通过IEC61850对二次系统信息进行建模,通过OWL对两者进行协调统一建模。所提方法能够有效地解决电网故障诊断中的信息完备化和标准化问题,使电网故障诊断系统更加实用化。     

应用于电网故障诊断的统一信息模型

将故障诊断所需信息进行分类,采用扩展变电站配置语言(SCL)文件对一次元件静态信息和保护配置信息进行描述.使用基于IEC 61850标准的通信方式传输保护和开关动作信息.将获取的故障诊断相关信息进行统一建模,建模方法参考IEC 6197.的公共信息模型(CIM)和IEC61850的分层模型,并结合故障诊断的应用特点进行了适当扩展.该方法解决了故障诊断难以获得完备信息和标准化信息的问题,使故障诊断系统真正达到实用化.     

基于电网信息物理模型的故障诊断优化模型

目前电网难点之一是:融合保护和断路器出现拒动和误动的模型求解,以及诊断出来解的不唯一性。因此提出电网信息物理模型故障诊断优化模型,可将故障问题表示成求解目标函数是极值的0-1整数规划问题,从而可以通过严密的数学方法来确定故障元件。针对目前故障诊断优化模型诊断结果的不唯一和不合理性,要充分利用故障区域的元件关系以及上传的告警信息的特征,进行深入的分析。首先,对故障诊断问题进行解析化表达,构建解析模型,充分考虑保护和断路器的解析规则和状态规则。其次,提出时序特性的故障假说,并根据警报信息的时序特性来构建计及时序特性的故障诊断模型,从而有效避免模型多解的问题。然后,利用模拟退火优化的算法来求解,结合改进的诊断模型,求出符合故障场景的解。最后,通过实例来验证改进后解的更准确。     

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。     

一种改进的电网故障诊断优化模型

电网故障诊断优化模型可将诊断问题表示成求极值的0-1整数规划问题,从而可通过严密的数学运算来确知故障设备。文中在对目前故障诊断优化模型深入研究的基础上,分析其存在的不足,尤其是对诊断结果不唯一、且某些结果不合理的问题进行了剖析。发现其诊断结果不唯一的原因在于该模型仅考虑了保护各自状态的影响,而忽略了主、后备保护之间状态关系对目标函数的共同影响;在此基础上,综合考虑目前二次系统配置特点以及诊断信息特征,提出了一种改进的电网故障诊断优化模型,在新模型中充分考虑了断路器失灵保护的特殊性,并对各设备的期望状态函数进行了重新定义。文中还对诊断故障原始数据预处理和系统实现进行了简单描述。理论分析以及大量的实例验证表明:新模型更加合理,诊断结果更为准确。     

电网故障诊断的时间因果贝叶斯网模型

在使用保护和断路器的动作信息进行电网故障诊断时,这些警报的时序特性的加入能够给诊断提供更丰富的信息,使得诊断结果更准确。提出了电网故障诊断的时间因果贝叶斯网模型,采用模糊方式对时间因果关系进行离散化处理,采用模糊运算来合成多个时间因果关系,通过概率计算获得最大可能的故障假说。理论与算例表明该方法有效可行。     

基于拓扑建模的电网故障诊断优化模型

电网发生故障后,故障元件的快速准确识别是进行故障精确定位乃至系统恢复的首要前提。针对现有电网故障诊断优化模型建模过程繁杂,网络适应性差的问题,提出一种基于拓扑建模的电网故障诊断优化模型。从电网拓扑结构出发,形成系统各元件、保护和断路器的拓扑描述,并根据保护系统的配合逻辑及出口方式,对系统的拓扑信息进行深入挖掘,从整体上对各类保护及断路器的期望状态进行建模,在此基础上综合保护系统动作逻辑错误和信息通信错误对目标函数进行改进,实现优化模型的自动高效建模。算例仿真表明,所提拓扑建模方法能够降低错误告警信息的影响,快速判定故障元件,具有较强的容错性。     

面向电网故障诊断的分层免疫模型设计

针对现有电网故障诊断模型存在的诊断性能低、模型不完备等问题,构建一种面向电网故障诊断的分层免疫模型.首先,分析固有、适应性免疫的防御作用及配合关系;然后,探讨电网故障诊断系统面临的主要问题和设计要求,提出相应的技术思路;最后,参照免疫系统的有关原理与防御机制,采取分层诊断策略,构建一种能够适用于电网故障诊断的分层免疫模...     

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。     

融合信息理论的电力系统故障诊断解析模型

保护与断路器动作的不确定性和警报信息的不确定性是实际电力系统故障诊断时需要考虑的主要问题。以电力系统故障诊断解析模型为基础,融合信息理论中的方法来解决这一问题。阐述了故障诊断的信息运动过程,在此基础上通过解析分析保护与断路器动作逻辑和警报信息之间的关系,发展了基于信息量损失最小的故障诊断优化模型,充分考虑了警报信号的不确定性。采用改进遗传算法求解。用浙江电力系统实际发生的故障案例说明了该方法具有较强的容错能力且诊断速度快,对于复杂故障案例,计算时间在1 s之内,满足在线故障诊断要求。     

基于拓扑图元信息融合的电网故障诊断模型

电网发生故障后快速准确地识别故障元件是缩小停电区域、快速恢复供电的首要前提。针对现有电网故障诊断方法基于单个元件独立建模,难以适应网络拓扑变化的不足,提出一种基于拓扑图元信息融合的电网故障诊断模型。从电网拓扑结构出发,形成系统各元件、保护和断路器的拓扑关联矩阵,以此为图形单元构建信息融合诊断模型,并根据保护配合逻辑及出口方式,定义了远后备保护拓扑映射规则及完整的信息融合推理流程,最后分析了模型对网络拓扑变化及连锁故障的适应性。IEEE 14节点系统仿真算例表明,该方法可以快速准确地判定故障元件,能够适应网络拓扑变化,具有较强的容错性。