基于粗糙集约简技术的输电线路运行风险评估

知识约简是粗糙集理论中获取决策规则的重要方式。结合知识约简的概念和定义,介绍了Semi- Naive-Scaler属性离散化算法,给出了基于可辨识矩阵的属性约简算法,并采用了基于可辨识矩阵的二值化数据过滤和贪心算法相结合的规则约简算法。通过属性约简和规则约简,得出决策规则。最后在输电线路运行风险评估方面给出了应用算例。     

基于贝叶斯网络和粗糙集约简的变压器故障诊断

贝叶斯网络处理不确定性问题的能力可以很好地解决变压器故障诊断中因数据不完整而难以得到可靠结论的问题。为此,将贝叶斯网络分类器和粗糙集约简理论相结合,基于专家知识及统计数据建立贝叶斯网络分类模型,并综合运用色谱数据及电气试验数据作为变压器故障诊断的属性集输入,实现概率推理及对可能故障类型的排序,提高诊断结论的可靠性。此外,利用粗糙集约简理论对贝叶斯网络分类模型进行最小约简,降低网络结构的复杂性,减小模型所依赖的输入量,以更切合实际诊断情况。实验证明,该方法具有处理信息缺失的能力及容错特性,准确率较高,是一种变压器故障诊断的有效方法。     

输电线路动态增容运行风险评估

输电线路动态增容系统作为智能输电线路技术支撑系统的重要部分,能提高输电设备的利用效率,帮助运行人员更好地掌握当前线路的运行状态。为确保输电线路增容运行的可靠性和安全性,文中研究提出基于马尔可夫链蒙特卡洛方法对输电线路增容运行后的风险进行评估的方法。该方法主要利用各微气候监测参数后验分布的随机序列来建立风向、风速和环境温度等气候概率分布模型,结合线路负荷电流模型利用蒙特卡洛模拟来预测导线的温度分布,从而给出线路增容运行的风险指标。基于夏冬2季的典型监测数据,利用所提出的方法对动态增容系统给出的热容量的可靠性进行分析,结果表明线路运行风险控制在合适的范围以内,满足电网运行和调度工程的要求。     

计及污闪概率的输电线路运行风险评估理论与指标体系

针对目前高电压技术与输电线路运行可靠性研究相分离的现状,建立了考虑污闪影响的输电线路运行风险评估理论.首先基于一定工作电压下绝缘子的污闪概率模型及条件概率原理得出污闪下线路发生某种故障的概率;其次将污闪严重度定义为污闪电压越限严重度函数、污闪频率越限严重度函数和污闪过负荷严重度函数的加权和并得出系统污闪下各输电线路的运行风险值;最后依据输电线路的风险指标值进行排序,并利用模糊C均值分类法(fuzzy C-means,FCM)将输电线路分成三大类,分别对应着3个辅助决策(不计成本爬/扫/涂,针对性爬/扫/涂,可缓爬/扫/涂).通过WSCC-9电力系统经典模型算例,进行相关计算仿真,结果验证了该理论的正确性和有效性.     

基于马尔可夫链模型的输电线路运行状态及其风险评估

综合考虑影响输电线路运行状态的内、外两方面因素,提出一种基于马尔可夫链模型的运行状态及其风险的评估方法。首先,利用马尔可夫链外推输电线路运行状态,量化外部条件下的线路初始故障概率,并进一步结合系统潮流水平,计算线路实际运行故障概率。其次,考虑系统运行约束,定义相关故障严重性指标及其基于层次分析权重的综合性指标,对线路故障下的系统"影响"进行量化。最后,利用风险评估思想,将线路故障概率与量化后的"影响"相结合,实现对线路运行风险的评估。仿真结果表明,由于综合考虑了内、外影响因子的作用,并涵盖了多类风险因子的评估指标,所提方法对系统中高风险运行的重要线路有较好的辨识能力,且有效回避了因为部分状态信息缺失造成状态评估实现困难的问题,为输电线路状态检修工作提供了参考。     

多自然灾害下的架空输电线路运行风险评估

为了对多种自然灾害共同作用下的架空输电线路运行风险进行评估,基于现代安全风险量化理论,充分考虑各类自然灾害风险的发生可能性、对架空输电线路的影响程度以及危害的严重程度,采用风险概率、线路故障输送能力损失值、风险社会影响系数三者综合量化架空线路灾害运行风险。基于此建立了多种自然灾害下架空输电线路运行风险评估体系,并采用改进层次分析法计算不同自然灾害的风险权重,保证评估结果的合理性。利用该方法完成了一例地区电网架空输电线路在多种自然灾害共同作用下的运行风险评估,验证了方法的可行性。该评估方法通用性更强,评估结果可为采取针对性灾害抵御措施、提高线路风险防范能力提供依据。     

采用Markoy模型的输电线路及绝缘子运行风险评估

作为解决随机概率过程的经典理论,马尔可夫模型在电力工程领域运用较少,尤其是应用马尔可夫过程来预测输电线路及绝缘子的运行状况及发生污秽闪络和其它故障概率的定量计算,国内外学者还鲜有相关方面研究。为此,建立了基于马尔可夫过程的输电线路绝缘子运行状态评估模型,包括马尔可夫过程状态转移图和马尔可夫过程矩阵。以湖北省2001～2...     

基于风险关键特征量的输电线路运行环境风险评估

目前架空输电线路运行环境的整体风险评估主要基于复杂的危险源辨别和风险评估(HIRA)和累积扣分法,为了简化输电线路运行环境风险评估方法,建立了结合最小二乘支持向量机(LS-SVM)和主成分分析(PCA)的架空输电线路运行环境整体风险评估模型。首先,通过对故障跳闸情况进行统计分析,得到10种危害架空输电线路安全的运行环境技术因素,并提取出相应的表征风险特征量;考虑实际数据采集的工作量和风险评估的复杂性,使用PCA对特征量进行降维处理,得到权重较大的关键特征量;将这些风险关键特征量作为LS-SVM的输入,建立了风险评估预测模型。最后,以传统评估结果为样本给出评估模型训练和测试结果,结果表明模型预测分类的精度可以达到95%。     

基于BP神经网络的输电线路山火风险评估模型

近年来,输电线路因山火引起的跳闸停电事故越来越多,严重影响了电网的安全稳定,山火风险防控俨然已成为电网防灾减灾的重要研究课题。考虑到输电线路山火风险的影响因素多而复杂,提出了一种基于BP神经网络的山火风险评估模型。通过研究分析220 kV及以上输电线路山火灾害高发的实际情况,确定山火主要影响因子作为模型的输入,将山火风险等级作为模型的输出,利用Matlab建立基于BP神经网络的山火风险评估模型。实验结果表明该模型能有效地预测山火风险,对及时发布预警消息具有重要意义。     

基于改进粗糙集约简算法的配电系统在线故障诊断

针对在实际的配电系统故障诊断中，往往要面对从海量数据中找到真正对于诊断结果有帮助的关键数据问题，提出了一类基于遗传算法的粗糙集约简算法，可以在较少信息的情况下获得正确的诊断结果。在分析了遗传算法中各个主要参数对算法结果的影响基础上，重点讨论了适应值函数中目标函数、惩罚函数以及惩罚因子的构造方法，并对于其他关键参数及算法进化过程针对粗糙集约简特点进行了修正。与传统的粗糙集约简算法相比，文中的方法能够有效找到最优的属性约简结果，同时大大提高了算法的效率和实用性。将算法应用于美国PG&E的69节点配电系统进行仿真，对于202个属性，319条记录的复杂数据进行了有效的约简，结果表明算法对于实际的复杂配电系统能够进行故障诊断。     

基于风险评估的断路器检修决策研究

在系统风险评估与主接线可靠性评估相结合的基础上,将风险理论应用于断路器检修中.分别从潮流越限、电压越限、电压失稳及连锁故障四个方面对系统风险进行量化,得到元件量化的风险指标.通过最小路集/割集分析,建立断路器与线路、变压器的关联关系,将断路器故障造成的系统后果由其关联的设备系统严重度的增加来表示.在风险决策中引入了维修成本和维修收益的概念,使得决策更加科学量化.通过算例系统证明了所提算法的合理性.     

线路交直流融冰技术综述

对目前国内外的输电线路电流融冰方法按交流和直流进行了分类总结.交流融冰可分为短路融冰和带负荷融冰;直流融冰按融冰对象是交流线路还是直流线路进行了划分.阐述了各种融冰方法的原理,重点介绍了交流短路融冰和直流融冰.通过对各种方法的适用范围、对系统的影响、操作难易等进行比较,得出直流融冰具有诸多优点,是未来的发展方向.最后,提出基于IGBT的直流融冰装置,该装置在非融冰期间可兼作STATCOM使用.     

基于拓扑建模和关联集分解的电网设备风险评估技术

针对当前基于风险的检修辅助决策在工程实践方面的不足,提出一种基于拓扑建模和关联集分解的电网设备风险评估技术方案。通过解析IEC61970标准的公共信息模型数据,建立电网拓扑的等值模型,同时为简化分析,引入设备关联集的概念作为风险评估的基本单元。基于设备停运模型、故障筛选策略及最优切负荷模型,评估关联集停运引起的电网N-1运行风险,并利用风险评估结果指导设备检修决策。结合山东电网应用实例,展示了该技术方案对检修决策的指导意义。     

基于模糊综合评价的超高压输电线路状态评估方法思考

状态检修是超高压输电线路检修策略的发展方向,准确对线路状态进行量化评估是状态检修的基础工作.目前超高压输电线路状态量化评估方法较少,已有的方法多为定性评价,也有文献提出了对电气设备状态信息进行评分并加权处理的方法,但评分方法比较简单且缺乏客观依据.结合上海市电力公司正在开展的超高压输电线路状态检修工作,提出了一种综合考虑输电线路状态信息,将线路状态信息与模糊综合评价相结合的超高压输电线路量化评估方法和步骤.实例分析表明了该方法的有效性和实用性.     

输电线路自适应重合闸的虚拟技术

自适应重合闸技术具有传统重合闸技术所不具有的优势.针对电力系统发生单相接地、两相接地、两相相间故障时的电压特点,应用电压判据正确区分了瞬时性故障和永久性故障.还介绍了虚拟仪器的概念,并以图形化编程软件Lab VIEW为软件开发平台,开发了虚拟重合闸实验平台.该实验平台具有界面友好、操作简单等优点,可将其用于自适应重合闸新方法的测试研究和实验教学中,具有实际意义.     

A rough membership neural network approach for fault classification in transmission lines

Objective: This paper presents a new approach for fault classification in extra high voltage (EHV) transmission line using a rough membership neural network (RMNN) classifier.Methods: Wavelet transform is used for the decomposition of measured current signals and for extraction of ten significant time–frequency domain features (TFDF), as well as three distinctive time domain features (TDF) particularly in terms of getting better classification performance. After extracting useful features from the measured signals, a decision of fault type of a transmission line is carried out using ten RMNN classifiers. Furthermore, to reduce the training times of the neural network, the rough neurons are used as input layer neurons, and the fuzzy neurons are utilized in hidden and output layer in each RMNN. And the Back Propagation (BP) algorithm is employed for determining the optimal connection weights between neurons of the different layers in the RMNN.Results and Conclusions: To verify the effectiveness of the proposed scheme, extensive simulations have been carried out under different fault conditions with wide variations in fault type, fault resistance, fault location and fault inception angle. Simulations results show that the proposed scheme is faster and more accurate than the back-propagation neural network (BPNN), and it is proved to be a robust classifier for digital protection.     

一种面向风险评估的输电线路故障概率模型

设备停运是电力系统失效的根本原因,建立设备故障概率模型是进行系统风险评估的核心问题。根据输电线路故障产生的内外部机理,提出了面向风险评估且适用于表征输电线路故障概率的Ageing-Load-Health-Weather- PHM (ALHW-PHM)。模型中基准故障概率函数采用老化失效模型,协变量采用负载率相依的实时导体温度及健康状态和天气状况相依的劣化扣分值,并采用极大似然估计进行参数拟合。为了提高参数拟合的效率,设计了一种基于大数据平台的样本数据级并行参数估计架构。算例分析定量展现了各风险因素对故障概率的影响及在系统风险评估中故障概率的应用。该模型能综合响应老化失效、负载率、健康水平和天气状况等风险因素对故障概率的影响,能为电网的风险评估提供理论支持。     

基于抽样盲数的线路N-1静态安全评估

为了研究负荷和新能源出力不确定性对线路静态安全分析结果的影响,提出了一种基于抽样盲数的线路静态安全评估方法。首先介绍了将持续负荷曲线和新能源持续出力曲线抽象成为抽样盲数的抽样方法,并将负荷抽样盲数和新能源出力抽样盲数的样本进行相互组合得到多个待分析场景。在此基础上,分析每个场景下发生线路N-1时是否有其余线路或元件过载,计算发生过载情况的场景概率之和便可得到所研究网络不满足N-1准则的概率。最后,对这些存在不满足N-1准则风险的线路依据风险概率进行排序得到所研究电网薄弱环节。结合7节点交直流电网算例对所提出的方法进行了详细说明,计算结果表明抽样盲数方法可用于线路N-1静态安全评估,从而实现对电网的多维度评价。     

Risk assessment based on condition and importance criteria for power transformer in Thailand transmission network

This paper proposes an innovative risk‐assessment strategy based on condition and importance criteria for power transformer maintenance in a transmission network. The condition assessment is performed by the analysis of different diagnosis methods such as electrical test, insulating oil test, and visual inspection. The importance assessment is evaluated from various aspects such as load criticality, impact on system stability, possibility of failure, failure consequence, damage to property, as well as social impact and environmental concerns. Weighting and scoring techniques are applied to determine the actual condition and importance of the power transformer with regard to condition and importance aspects. By combining the condition and importance assessment, the overall risk to the power transformer is assessed and differentiated into nine categories in the risk matrix from the lowest to the highest risk. Additionally, by applying distance ‘d’ technique, the risk‐based assessment matrix for the power transformer can be identified into five zones: healthy, good, moderate, bad, and risky. These five zones are also represented by color indicators as green, blue, yellow, orange, and red, which are further interpreted to five steps of maintenance tasks. The transformer with longer distance ‘d’ is subjected to higher risk and should be maintained first. By this method, a total of 19 power transformers were analyzed and are presented as examples for risk‐based maintenance. Then, risks of a total 598 power transformers are shown in the risk matrix. A computerized web application program is developed for practical implementation in a utility in Thailand. Finally, the systematic risk assessment and maintenance task of the power transformer fleet in Thailand are effectively managed. Thereby, the total maintenance cost of power transformer can be reduced. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.