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ER算法的智能变电站保护二次回路故障定位方法

由于智能变电站二次系统结构较于常规站发生变化,当发生二次回路通信故障时,难以确定具体故障原因及定位故障设备。文中提出一种基于证据推理(ER)算法的智能变电站保护二次回路故障定位方法,基于智能变电站配置文件,获取二次虚实回路图并完成虚实对应;然后,依据抓包技术收集站内告警信息,通过举证表的方法列出可疑元器件集合;最后,应用ER算法在可疑故障元器件集合中帮助确认故障设备,对智能变电站维护工作有着一定参考意义。     

基于深度学习的智能变电站通信链路故障定位方法

针对智能变电站通信链路故障定位因链路复杂导致排查效率低的问题，提出了基于深度学习的智能变电站通信链路故障定位方法。从智能变电站二次装置网络拓扑出发，构建网络连通矩阵并作为基准，提出了通信链路故障情形下的故障特征表征方法；进一步基于二次装置连接与运行状态之间的逻辑关系，构建全站故障样本集；应用改进卷积神经网络（CNN），搭建智能变电站通信链路故障定位模型，最终通过后台信息初步判定的故障间隔信息与模型输出结果共同实现故障链路精确定位。以220kV智能变电站部分间隔为例，构建故障样本集，通过结果分析对比了不同定位方法，对比结果表明所提定位方法具有较高的准确率。     

智能变电站光纤虚实回路映射及故障诊断技术

现阶段智能变电站通信大多采用光纤链接各二次设备，由于装置之间的链接关系不直观，造成监测、诊断困难。为了解决智能变电站运维和检修中存在的二次虚回路可视化、回路状态监测、故障定位及故障类型识别困难等问题，提出基于广度优先搜索算法进行二次设备之间物理链接关系的梳理，实现二次虚回路可视化展示。同时基于广度优先搜索算法进行故障推理，划定故障区域，利用智能变电站海量数据源，进行多信息融合，应用D-S证据理论进行故障精确定位，最后采用举证表法确定故障类型，实现智能变电站二次设备运维的实际应用需求。     

面向智能变电站二次设备的故障诊断方法研究

针对智能变电站二次设备检修和故障隔离工作的高安全风险,通过对智能变电站二次设备故障状态的分析,提出了一种智能变电站故障诊断新方法用于继电保护测量回路。在变压器阻抗测量的基础上,利用广义变比建立了故障诊断模型,对极性故障进行分析。并通过仿真对该方法的有效性进行验证。结果表明,该方法可以很好地评估电流电压测量回路的故障状况。该研究为智能变电站设备故障诊断的发展提供了参考和借鉴。     

基于深度搜索的二次虚实回路融合故障诊断技术

为了解决在智能变电站运维和检修中,二次虚回路可视化展示、回路监测和诊断出现的问题,构建智能变电站二次虚回路综合监视技术体系。设计软压板与虚回路配置规则,将软压板对象状态监测作为虚回路监测的一部分。提出基于邻接表存储物理光纤回路,基于深度优先搜索算法实现过程层设备物理拓扑链接关系。同时基于深度搜索故障推理算法诊断和定位故障区域,满足智能变电站二次设备运维新的应用需求。     

基于多参量模型的智能变电站二次设备状态评估方法及应用

为解决智能变电站二次设备运行状态评价体系建立与实际工程应用的难题,引入多参量信息融合的二次设备综合评价模型。提出不同类型二次设备的评价子项、评价参量及评估方法,建立通过监视装置稳态量变化来表征二次设备健康状态发展的趋势性评估模型和监视装置故障量特征来表征二次设备故障程度的损失性评估模型,提出了不同评估子项的工程量化指标。研发了智能变电站二次设备健康状态评估系统,并在500 k V智能变电站工程中试点应用。     

智能变电站二次回路在线监测与故障诊断技术研究与应用

智能变电站大量应用智能化二次设备,这些设备的连接大都采用光纤,而与传统变电站的二次设备电缆连接相比,光纤传输方式存在故障不易发现且查找不便等问题,因此提出并开发一种智能变电站二次回路在线监测及故 障诊断系统.研究了过程层和链路层的异常信息特征,提出 SV/GOOSE网络诊断、交流回路状态诊断、保护动作诊断分析,同时建立了二次回路专家知识库,通过实时获取的状态信息实时判断二次回路的运行状态,进而实现智能变电站二次回路的在线监测和故障诊断.最后结合实例,证明系统的有效性和实用性.     

基于举证表的智能变电站过程层通道故障定位方法

在二次系统物理回路模型的基础上,提出一种基于举证表的智能变电站过程层网络节点故障定位的方法。此方法通过从智能变电站配置文件中获取装置过程层通信的虚回路和物理端口信息,采用拓扑搜索方法得到通信链路对应的通道节点集合,建立过程层通道故障举证表并采集过程层通信状态为故障点举证,并根据多方举证结果定位通道故障点。     

利用Apriori算法实现变电站二次系统故障诊断

在智能变电站中,二次回路的故障原因难以被迅速诊断.为了提高二次系统故障诊断的速度和准确性,提出了一种基于Apriori算法的二次系统故障诊断方法.首先通过解析SCD文件实现对虚回路到物理回路的映射关系的建立,构建变电站的二次系统回路.其次借助二次系统故障历史数据,利用Apriori算法求出故障报警信息与二次回路中的故障装置的关联规则,实现故障诊断.与传统故障诊断方法相比,基于Apriori算法的诊断方法节约了人力成本,且简单高效.     

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。     

针对智能变电站二次回路故障的高压断路器故障追踪

针对相关二次回路故障导致高压断路器不正确动作的情况进行分析,提出了一种基于有向二分图模型的故障追踪方法,从而对高压断路器不正确动作具体原因进行反向追踪。首先根据面向通用对象的变电站事件报文的传递路径将相关二次回路网络分簇为通信网络、保护装置、智能组件及测控装置,并将每一簇作为一个子域。其次利用智能变电站端的相关二次回路异常信息及故障原因之间的逻辑关系,在每个子域内建立基于有向二分图的故障关联模型。最后引入贝叶斯疑似度对故障原因进行计算分析并结合反向推理进行验证,从概率上保证了结果的准确性。案例分析表明,所提故障追踪方法可以及时对高压断路器不正确动作追本溯源,且具有较高的容错性。     

智能变电站二次系统施工图设计表达方法

从智能变电站二次系统的硬件结构和软件配置入手,分析了二次系统的功能分布及结构特点,研究了IEC 61850信息模型组成及软件配置的实现过程,针对二次系统设计表达的需求,提出了基于标准化虚端子的虚拟二次回路图表协同设计方法。以标准化虚端子和传统二次回路为基础,将设计图纸与IEC 61850数据模型配置结合,将隐含在信息模型中的逻辑回路以可视化图纸的形式表达出来,同时,采用网络联系图、采样值(SV)/通用面向对象变电站事件(GOOSE)信息流图、虚拟二次回路图表完整反映了各装置之间的信息连接。该设计表达有助于施工调试的运行维护人员清晰理解和掌握智能设备之间的交互信息,提高现场工作效率。     

智能变电站故障信息模型与继电保护在线监测方法

充分利用智能变电站信息开放与信息共享的优势,提出基于智能变电站系统特性的继电保护在线监测新方法。全面分析继电保护在线监测功能需求,提出继电保护在线监测思路;建立包含一次系统间隔模型、二次系统端口模型、二次系统逻辑模型的智能变电站故障信息模型,在此基础上,充分描述继电保护状态信息间的耦合及关联关系,自动辨识继电保护关键状态,并实现继电保护故障定位。算例分析结果表明,基于智能变电站故障信息模型的继电保护在线监测方法可实现继电保护关键状态的辨识,并实现精准的故障定位。     

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。     

基于二次回路比对的智能变电站调试及安全措施

过程层二次回路验证是智能变电站二次系统调试的重点内容,通过研究智能变电站二次回路文件与过程层调试项目的关系,提出了基于二次回路文件比对的过程层调试方案和安全措施生成方法。此方法从数据链路、通信参数、数据通道等方面分析不同版本配置文件中二次回路的差异,根据二次回路的差异类型制定相应的调试项目,再对整组试验设备相关的二次回路进行关联性分析,划分试验设备和运行设备的分界面,有效指导改扩建工程二次系统调试及安全措施的制定。     

智能变电站SCD应用模型实例化研究

变电站配置描述(SCD)文件是智能变电站二次系统的核心部分。针对目前智能变电站工程SCD文件应用过程中无法有效支持IEC 61850面向对象高级应用的问题,提出了一种基于全模型SCD的智能变电站二次系统可视化管理及智能诊断技术方案。该方案通过建立SCD应用模型,完整构建了一、二次设备及网络通信的拓扑关系。通过500 k V智能变电站二次演示系统的推演,验证了全模型SCD对于实现面向对象管理模式的有效性,可为变电站无人值守、调控一体化、运维一体化提供技术支撑。     

基于MAC地址匹配的智能变电站网络设备拓扑动态识别

为实现智能变电站网络拓扑可视化和网络故障快速定位,文中在常规交换机网络拓扑搜索方法的基础上,提出一种基于介质访问控制(MAC)地址匹配的智能变电站网络设备拓扑动态识别方法。该方法以MAC地址为外键匹配交换机MAC地址转发表、断面数据报文和智能变电站配置文件,实现了智能变电站交换机网络和智能电子设备的拓扑动态识别。在Linux平台上开发了软件工具,并在实验室模拟系统中验证了该方法的可行性。