基于扩展卡尔曼滤波算法的接地电阻状态可靠估计

针对目前接地网故障诊断一般只能诊断出严重腐蚀支路或腐蚀断裂支路的缺陷,结合电网络理论和现代信号处理中的扩展卡尔曼滤波算法,提出基于扩展卡尔曼滤波算法的接地网支路电阻状态的可靠估计。根据接地网的拓扑结构,建立状态方程和观测方程,状态方程和观测方程均在估计值处进行Taylor展开,实现线性化,运用算法迭代得到采样时间内支路电阻值的变化趋势及对应电阻变化率。利用Python对实际算例进行仿真,其结果与通过电化学方法检测计算得到的电阻变化率比较,可验证所提方法的准确性。     

接地网腐蚀诊断的可信度分析

为更有效地利用接地网腐蚀诊断结果,提出了一种借助可测性矩阵分解进行可信度分析的方法。建立了一个新的可测性矩阵,该矩阵只与接地网拓扑结构和测试信息有关,且不需进行偏导运算,并建立了接地网非线性腐蚀诊断方程,利用高斯–若当消去法从可测性矩阵中得到支路模糊集和完全可测支路集合。提出了利用模糊集中元件诊断结果的倍率分散系数进行可信度排序的方法,并给出了这些元件诊断结果可确诊的3个判断准则。对110kV蒲城变电站接地网仿真测试验证了算法的有效性。     

一种基于分层约简模型的含接地引下线的接地网故障诊断方法

为了对接地网水平支路导体和接地引下线的腐蚀情况进行诊断,提出了一种新颖的故障诊断方法。建立了接地网的分层约简模型并得到所有节点都可及的本征接地网。采用蒙特卡罗方法分析了接地网的可测性,将支路分为电阻可以唯一确定的明晰支路和电阻不能唯一确定的不确定支路两类。建议了一种判断测试充分性的方法,指出在充分测试条件下,本征接地网中所有支路的电阻都可以唯一确定。分析了接地引下线电阻对接地网故障诊断的影响,提出了一种根据本征接地网支路电阻的诊断结果对接地引下线进行腐蚀故障诊断的方法,并指出所有接地引下线的电阻都可以唯一确定。在一个60支路的实验接地网上进行了实验验证,接地网明晰支路电阻和接地引下线电阻的最大相对诊断误差分别为4.86%和8.43%,表明所提出的方法是可行的,并且可以较好地诊断出接地网明晰支路和接地引下线的腐蚀状况。     

基于模拟退火算法的变电站接地网故障诊断模型探析

通过对接地网模型进行简化,结合实际接地网的拓扑结构,建立了接地网故障诊断模型,并采用根的顺序查询算法和模拟退火算法对故障诊断模型进行求解.通过２４支路的仿真接地网验证了该接地网故障诊断模型的有效性和准确性。     

接地网腐蚀分块诊断的混合优化算法

为提高接地网腐蚀诊断的速度和精度,提出一种接地网分块诊断方法,采用节点撕裂的方法,将接地网自动撕裂成若干个子网络和一组自由支路,建立反映子网络等效不定节点导纳与可及节点电压和撕裂点广义节点电流之间非线性关系的多目标优化模型。求解模型的算法结合了粒子群算法和最小二乘法的优点,并提出双层粒子群的思想,充分利用粒子群算法的快速收敛性和全局寻优能力得到符合优化模型的有效解,然后利用最小二乘法确定最优解。对110 kV 蒲城变电站接地网的仿真测试验证了算法的有效性。     

基于特勒根定理的接地网故障诊断方法

为实现不开挖、不停电情况下对接地网故障的检测,建立了接地网数学模型,利用其拓扑结构和接地引线间的电压测量数据,根据特勒根定理建立接地网故障诊断方程.利用MATLAB迭代优化算法解数学模型得到接地网故障后各支路的电阻值,从而判断接地网的腐蚀程度.采用PSpice软件对接地网进行仿真计算和模拟试验,仿真结果与实际情况吻合,...     

基于节点撕裂和化学反应优化算法的接地网故障诊断

针对接地网故障诊断准确率不高的问题,结合电网络理论、虚拟分子理论和化学反应优化算法,提出了基于节点撕裂和化学反应优化算法的接地网腐蚀故障诊断方法。根据接地网的拓扑结构,将接地网撕裂成若干个子网络和自由支路,建立故障诊断多目标优化模型;将Logistic映射融入化学反应优化算法中,构建了一种新的化学反应优化算法,并运用该算法对所构建的故障诊断模型进行求解。仿真结果表明,所提方法故障诊断准确率高,能有效诊断接地网故障。     

基于支路电压扰动的接地网腐蚀缺陷诊断研究

对接地网进行准确的腐蚀诊断是电力工程中十分关注的问题。为了解决接地网腐蚀诊断过程中计算方程组欠定所导致的诊断精度不高,效果不理想的问题,文中提出一种基于支路电压扰动的接地网腐蚀诊断方法,该方法通过接地网腐蚀前后支路电压的扰动实现腐蚀缺陷支路的定位和腐蚀程度的判断。文中首先理论分析接地网支路电压对支路电阻的灵敏度;其次,利用支路电压扰动特性,建立接地网腐蚀诊断模型,得出支路电压扰动峰值位置、大小与接地网腐蚀支路位置和腐蚀程度的映射规律;最后,实验验证了该方法能够对接地网的支路腐蚀进行有效的诊断。     

基于连续性遗传算法的接地网腐蚀诊断优化

为了对接地网的导体腐蚀情况进行准确判断,建立了接地网腐蚀诊断的数学模型,基于连续性遗传算法编写了接地网腐蚀诊断程序,构建了适应度评价函数F,并利用多层减维技术对算法进行了优化。以重庆某110 k V实际接地网(41个节点、61条支路)为例仿真对比了优化前后的诊断效果。结果表明:优化前,诊断程序对真实故障支路的定位困难,出现漏诊、误诊的支路较多;利用多层减维技术进行优化后,不仅解决接地网腐蚀故障诊断中支路变量维数多、算法后期收敛速度慢的问题,使诊断程序能够准确地定位腐蚀支路,而且对腐蚀支路腐蚀程度的判断有相当高的精度,最大的诊断偏差也不超过10%,程序的单次运行时间约为15 min。对实际工程来说,程序的诊断效果和运行时间均满足要求。     

遗传算法在接地网腐蚀故障诊断中的应用

为了准确诊断接地网的腐蚀情况,将遗传算法(GA)应用于接地网腐蚀故障诊断中,编制了相应的MATLAB程序。利用多层减维技术解决接地网支路个数多、遗传算法收敛速度慢的问题。以重庆110 k V典发变电站接地网为例进行了仿真实验,实验结果显示多层减维技术的应用不仅加速了遗传算法的收敛过程,也优化了算法的诊断效果。遗传算法的计算结果具有一定的波动性,应在多次程序运行结果统计分析的基础上进行腐蚀评判。对典发变电站接地网的10次程序运行结果进行综合分析后,假设的7条故障支路被全部准确定位,无误诊及漏诊支路,各腐蚀支路腐蚀程度的诊断误差最大不超过10%。     

基于人工蜂群算法优化支持向量机的接地网腐蚀速率预测模型

为了提高接地网腐蚀速率预测的精确度,在建立预测模型的过程中,首先对接地网进行了基于电网络理论的腐蚀诊断过程,并以经过诊断之后确定的腐蚀支路位置为采样点。考虑到仅以土壤理化性质反映接地网腐蚀速率的局限性,在接地网腐蚀诊断结果的基础上,提出接地网电阻平均增长速率作为预测模型的输入特征量之一。建立了基于人工蜂群优化支持向量机的接地网腐蚀速率预测模型,测试结果显示相对BP神经网络模型和广义回归神经网络模型,所提模型的预测结果精确度和稳定性更高,表明了对于解决接地网腐蚀速率预测问题,所提模型具有良好的适用性。     

基于蒙特卡罗的接地网故障诊断可测性分析

为了分析接地网故障诊断的可测性,提出了一种基于蒙特卡罗的评估方法.在合理范围内,随机设置接地网各条支路的电阻,采用迭代最小二乘法进行故障诊断,计算各条支路诊断结果的平均相对误差和相对标准差.直至达到期望的精度要求.相对标准差小于给定阈值的支路被判定为明晰支路,其余支路被判定为不确定支路.一个60条支路的接地网诊断结果验证了提出方法的可行性.同时该方法表明接地网故障诊断的可测性是可以预计的.可测性研究对于优化测试方案和科学利用诊断结果具有指导意义.     

水电厂接地网腐蚀诊断研究

通过基于电网络理论的算法语言,对接地网各支路电阻变化情况进行诊断,可在不开挖的情况下得到接地网腐蚀情况,该方法可对腐蚀严重的区域进行指导性开挖,避免了大面积开挖寻找接地网腐蚀导体的盲目性。同时结合化学诊断方法,测量土壤的腐蚀性,进一步验证算法诊断的准确性。     

测量误差对接地网故障诊断影响的分析

为分析测量误差对接地网故障诊断结果的影响,将导体的腐蚀程度分为4个等级。对给定的测试方案,分别对接地网设置各种故障,并采用均匀分布的随机数反映测量误差的分布。在此基础上反复进行故障诊断计算,对诊断结果分析和统计,得出各个支路故障的诊断可信度、误判及漏判可能性和支路分辨率等指标。提出了根据提出的指标改进测试方案和算法以提高接地网故障诊断结果准确性的方法,并给出一实例说明方法的可行性,分析结果表明,提出的指标能反映测量误差对接地网故障诊断结果的影响,综合利用诊断指标提高了接地网故障诊断精度。     

基于遗传算法的接地网腐蚀故障诊断研究

为了对接地网的腐蚀故障进行准确定位和判断,将遗传算法应用于接地网腐蚀故障诊断中。实际的接地网腐蚀故障诊断有电压法和电阻法两种思路,笔者分别根据这两种思路建立了适应度评价函数,并编制了相应的MATLAB程序。采用多层减维技术对程序进行优化,以解决接地网腐蚀故障诊断中支路变量维数多、算法后期收敛速度慢的问题。最后以一个60条支路、36个节点的接地网为例检验和对比了电压法和电阻法的诊断效果。仿真实验结果表明,在经过5层遗传算法迭代后,两种方法腐蚀诊断的误诊率和漏诊率均为0。电阻法的诊断效果略优于电压法,但其运算时间要高于电压法。     

基于二进制遗传算法的接地网导体缺失诊断

接地网的施工属于隐蔽工程,缺失导体的情况普遍存在,严重影响了接地网的完整性,威胁着地网的安全可靠运行。为了准确检测地网的完整性,建立了接地网导体缺失诊断的多维背包数学模型,并利用二进制遗传算法对模型进行了求解,编制了相应的MATLAB程序。以重庆110 kV典发变电站实际接地网(41个节点、61条支路)为例进行了仿真实验。实验结果表明,对于无腐蚀导体的新建地网,诊断结果既无漏诊支路也无误诊支路;对于有腐蚀导体的旧地网,诊断结果虽无漏诊支路但有误诊支路,其原因是由于腐蚀支路的存在,在仅有假设导体缺失支路不存在的情况下,其适应度函数值并非最小。算法的计算时间约为20 min,速度可满足实际工程要求。     

基于微量法的发变电站接地网腐蚀故障诊断

腐蚀故障的出现会使接地网的可靠性降低。介绍了接地网腐蚀故障诊断的基本思路和方法,构造了基于特勒根定理的腐蚀故障诊断方程,并采用双激励源和多电流值输出的方法增加方程中独立方程的个数。针对腐蚀前后支路电阻值变化很大和方程的非线性问题,采用微量线性处理法和迭代计算进行处理,同时使用端口电压测量值确保迭代逼近的正确方向。针对一个接地网仿真模型进行模拟故障诊断,结果表明,该方法能准确判断故障支路位置,且可大概估计腐蚀后故障支路的电阻变化倍数。     

引外接地对变电站接地网腐蚀诊断的影响

一些处于土壤电阻率较高地区的变电站接地网通常采用引外接地措施,实际接地网腐蚀诊断中却常常忽略变电站引外接地的影响。基于特勒根定理和最优化方法,利用ATP和MATLAB进行仿真实验,分析了引外接地对于接地网腐蚀诊断的影响。结果表明:引外接地网的存在会降低与之直接相连支路诊断的腐蚀程度,引外距离越小影响越大;较大的引外距离与引外接地网中导体故障对接地网腐蚀诊断影响很小。     

一种线性的接地网故障诊断新方法

提出了一种采用参数识别法将接地网等效为电阻网络进行故障诊断的方法.根据接地网可及节点的分布位置将其约简为本征网络.采用建议量测方案,根据特勒根定理建立线形方程组直接求解本征网络的支路电阻,在此基础上通过逐层上溯的方法精确获取可以约简为该本征网络的接地网支路电阻信息,达到接地网故障诊断的目的.采用数值法对给定接地网在已知可及节点位置条件下各条支路诊断结果的可靠性分析,给出了接地网各支路诊断结果可靠性判断的通用方法.以一个中规模的36节点实验接地网验证了所提出方法的可行性.     

基于电网络理论的接地网故障诊断方法

变电站接地网是维护电力系统安全可靠运行、保障运行人员和电气设备安全的重要设施.将接地网近似成纯电阻网络,利用实际接地网的拓扑结构和接地引线间电压的测量数据,根据电网络理论和故障诊断原理建立接地网的故障诊断方程,利用功率损耗最低定理建立优化目标函数,通过求解诊断方程得到接地网各支路电阻的变化值,进而判断接地网的腐蚀程度.通过仿真模拟计算并结合地网模型试验,验证了该诊断理论和方法的实用性.