突變理論及其檢測方法在電力系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、安全穩(wěn)定問題始終是電力系統(tǒng)中一個永恒不變的話題。長期以來人們在提高電力系統(tǒng)可靠性方面做了各種各樣的嘗試并取得了很多的研究成果，但隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的增加和眾多高新設備的投入使用，加之電力系統(tǒng)本身的復雜性和不確定性，使得現(xiàn)有的技術(shù)手段在提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性方面還遠未達到人們預期的水平。要提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行水平其前提條件是解決好在線監(jiān)視與預測。及時監(jiān)測電力系統(tǒng)的各種故障、快速準確地分類故障、建立起一套高效的電力系統(tǒng)故障信息在線監(jiān)測與分類系統(tǒng)

2、，對于處理電力系統(tǒng)的故障甚至預防電力系統(tǒng)的災變，提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行水平無疑是十分重要的。
　　電力系統(tǒng)故障的共同特征是突發(fā)性和隱蔽性。對發(fā)生突發(fā)性的故障突變做出準確預測并采取相應對策的有效途徑就是檢測。目前基于小波分析的電力系統(tǒng)故障診斷方法研究已經(jīng)很多，但是這些方法對于早期微弱故障信號特征提取的效果并不理想。為此，提出了將基于Fisher信息的突變檢測方法與小波分析相結(jié)合的方式來診斷早期故障信號的發(fā)生。該方法首先利用小波變換

3、對被測信號進行分解并且選擇合適的頻段尺度域內(nèi)的小波系數(shù)，然后對小波系數(shù)進行Fisher信息提取。Fisher信息(FI)是一種能夠敏銳捕捉并刻畫系統(tǒng)變量的概率密度分布發(fā)生微小變化的量;而當系統(tǒng)的動力學結(jié)構(gòu)發(fā)生突變時，來自突變前后兩種不同動力學結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)其概率密度分布肯定會發(fā)生不同程度的改變?；诖?，本文將它用于檢測和識別系統(tǒng)動力學結(jié)構(gòu)所發(fā)生的突變，以一種全新的思路來解決突變檢測問題。電力系統(tǒng)發(fā)生故障本質(zhì)上就是其運行所依據(jù)的動力學結(jié)構(gòu)發(fā)生

4、了突變，但是以往并沒有引起人們的足夠重視。
　　文章首先介紹了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的一些概念以及突變理論的研究背景及意義，然后對國內(nèi)外現(xiàn)有的突變理論研究現(xiàn)狀做了簡要的闡述;重點分析了突變檢測的新方法，表明了利用基于Fisher信息理論的突變檢測方法的優(yōu)越性。首先通過理想數(shù)據(jù)序列展示了使用Fisher信息來表征各種不同類型理想信號突變的能力，進而應用于電力系統(tǒng)接地短路故障的選相研究并取得了預期的效果。為了進一步檢驗基于Fisher信息的突

5、變檢測方法的普適性，把它應用于中國氣象局國家氣象信息中心‘西北地區(qū)地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集’蘭州站1960-2005年日平均氣溫資料的實際檢測中，結(jié)果表明與已有歷史記載相吻合，進一步驗證了該方法的有效性和實用性。
　　本文將提出的基于Fisher信息理論的突變檢測方法在電力系統(tǒng)中應用做了初步的嘗試，取得了良好的效果，今后還要將此方法應用于電力系統(tǒng)故障檢測的其他方面。本文所做的工作為電力系統(tǒng)故障檢測提供了一種新的思路，對研究電力系統(tǒng)穩(wěn)