電力系統(tǒng)多區(qū)域復(fù)雜故障診斷的研究.pdf

1、電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)關(guān)系國(guó)計(jì)民生，時(shí)有發(fā)生的電力系統(tǒng)大規(guī)模停電事故在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失，對(duì)人民生活造成重大影響，甚至危及國(guó)家安全。但是各種偶然因素造成的事故從客觀上講是無法完全避免的。要求調(diào)度員僅憑經(jīng)驗(yàn)和直覺立刻判斷故障性質(zhì)并采取正確有效的措施往往是難以切合實(shí)際的。另外，電網(wǎng)互聯(lián)增大了對(duì)其監(jiān)控的難度，單一故障波及整個(gè)電網(wǎng)造成重大停電事故的風(fēng)險(xiǎn)也加大了，對(duì)電網(wǎng)故障的可靠監(jiān)視、追蹤分析和預(yù)警就更加重要了。 本論文從故障診斷方法、調(diào)

2、度防御和系統(tǒng)建模幾個(gè)不同的角度，研究了電力系統(tǒng)多區(qū)域復(fù)雜故障診斷問題。主要研究?jī)?nèi)容包括：原發(fā)性故障的識(shí)別方法，含有拒動(dòng)、誤動(dòng)信息的不確定性故障診斷方法，為實(shí)現(xiàn)合作協(xié)同采用的故障診斷協(xié)同模型和基于 BNF 范式建立的知識(shí)庫規(guī)則實(shí)現(xiàn)知識(shí)獲取同整個(gè)系統(tǒng)分離的技術(shù)。協(xié)同式故障診斷方法將上述方法和技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，在一個(gè)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的框架下實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障處理和安全防御的全面防護(hù)體系。 本論文取得的主要成果如下： 1)對(duì)電力系統(tǒng)故障診

3、斷相關(guān)問題進(jìn)行了大量文獻(xiàn)調(diào)研和綜述比較，分析了現(xiàn)有主要方法的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)了故障診斷需要解決的主要問題。 2)在制訂并給出了電力系統(tǒng)故障診斷邏輯推理的知識(shí)表達(dá)和算法的基礎(chǔ)上，將基于雙向演繹系統(tǒng)的方法應(yīng)用于電力系統(tǒng)故障推理診斷，對(duì)原發(fā)性故障進(jìn)行識(shí)別。該方法將基于邏輯的診斷與基于規(guī)則的診斷相結(jié)合，利用邏輯推理速度快的特點(diǎn)先對(duì)故障進(jìn)行判斷，再用推理規(guī)則對(duì)故障進(jìn)行進(jìn)一步診斷。以故障診斷正向演繹系統(tǒng)部分為例，進(jìn)行了詳細(xì)的說明，通過算例可知方

4、法的正確性。在此基礎(chǔ)上，將動(dòng)態(tài)演繹系統(tǒng)的方法與傳統(tǒng)調(diào)度處理相結(jié)合，在獲得故障診斷結(jié)果后，及時(shí)提出調(diào)度防御建議，提高了調(diào)度處理的效率。 3)針對(duì)電網(wǎng)發(fā)生的復(fù)雜故障中保護(hù)或開關(guān)會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)、拒動(dòng)等因素會(huì)導(dǎo)致信息的不確定性問題，提出了基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)和馬爾可夫蒙特卡羅推理的不確定性故障分析方法。該方法以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)基礎(chǔ)模型為基礎(chǔ)構(gòu)成實(shí)際電力系統(tǒng)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)診斷模型，將馬爾可夫蒙特卡羅推理方法應(yīng)用于該診斷模型中。其主要功能是在完成分析多重

5、故障或連鎖性故障發(fā)生時(shí)上傳的大量信息中不確定性信息的可能性概率，對(duì)不確定性故障信息進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)進(jìn)行不確定性復(fù)雜故障的診斷，減少不確定性信息的存在導(dǎo)致故障診斷結(jié)果誤判。通過算例驗(yàn)證了方法的正確性。 4)為實(shí)現(xiàn)各個(gè)子單元協(xié)同工作，基于聯(lián)合負(fù)責(zé)模型理論對(duì)模型進(jìn)行實(shí)用化，提出了故障診斷協(xié)同模型技術(shù)。實(shí)用化后的模型提供了實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)單元間行為協(xié)調(diào)的機(jī)制和方法，使得協(xié)同式診斷能夠快速、有效的進(jìn)行。 5)為解決專家規(guī)則庫完善化的問題以

6、及實(shí)現(xiàn)專家規(guī)則庫分離技術(shù)，利用BNF 范式語言及其輔助工具，開發(fā)了規(guī)則編譯器并設(shè)計(jì)了規(guī)則模板進(jìn)行知識(shí)獲取。利用規(guī)則編譯器增添的故障規(guī)則與推理機(jī)程序代碼是分離的，規(guī)則編譯器與規(guī)則模板配合使用使得規(guī)則的修改和增刪更加方便，有利于專家規(guī)則庫完善化。通過工程實(shí)際應(yīng)用，證明該技術(shù)實(shí)用性強(qiáng)，易于對(duì)專家規(guī)則庫的更新，不會(huì)造成專家規(guī)則庫的混亂。 6)提出了解決電力系統(tǒng)復(fù)雜故障診斷問題的協(xié)同式方法。該方法以專家系統(tǒng)規(guī)則和多智能體協(xié)調(diào)建立協(xié)同式故障

7、診斷專家系統(tǒng)模型。通過對(duì)協(xié)同式故障診斷系統(tǒng)子單元建模，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)、組成和子單元任務(wù)進(jìn)行細(xì)化。利用功能協(xié)同增強(qiáng)了對(duì)復(fù)雜故障實(shí)時(shí)診斷的推理能力，利用區(qū)域協(xié)同可以對(duì)跨區(qū)域故障進(jìn)行診斷。整個(gè)系統(tǒng)由七個(gè)子系統(tǒng)組成，分別完成復(fù)雜故障的協(xié)同快速診斷，完成畸變信息和不確定性信息的評(píng)價(jià)，以及實(shí)時(shí)給出調(diào)度處理建議的任務(wù)。在解決關(guān)聯(lián)性故障分析問題時(shí)，該協(xié)同式專家系統(tǒng)克服了單一專家系統(tǒng)局限性，對(duì)單一專家系統(tǒng)在功能和任務(wù)進(jìn)行有效擴(kuò)充。 本論文研究的