一種基于模糊Petri網(wǎng)的電網(wǎng)故障診斷方法研究與設(shè)計.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，輸電步入高電壓、大機(jī)組時代，區(qū)域間電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)程度更加緊密。但是由于人為、氣候等多種因素的影響，電力系統(tǒng)故障的產(chǎn)生是不可避免的，由此造成用戶供電中斷和供電質(zhì)量下降，甚至損壞電氣設(shè)備等后果。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，由各級自動裝置產(chǎn)生的大量報警信息會在短時間內(nèi)不加選擇地涌入到控制中心，超出運(yùn)行人員的處理能力。因此有必要研究一個有效的電力系統(tǒng)故障診斷方法，以快速、準(zhǔn)確的判斷出故障元件。
　　Petri網(wǎng)方法具有良好的

2、并行處理和圖形化表示的能力，非常適合處理離散問題。模糊Petri(Fuzzy Petri Net)和加權(quán)模糊Petri網(wǎng)(Weight Fuzzy Petri Net)是在Petri網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。WFPN兼具Petri網(wǎng)和模糊邏輯理論的特點(diǎn)，能夠通過概率的形式給出不確定性或不完備性問題的置信度，同時通過對權(quán)值的訓(xùn)練更加貼近模擬的真實(shí)系統(tǒng)。
　　近年來，學(xué)者們已將其應(yīng)用于電網(wǎng)故障診斷，但是所提出的方法一般存在著以下問題:建立的

3、模型難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，對大規(guī)模的電路和節(jié)點(diǎn)較多的電路建模復(fù)雜困難，通用性較差，維護(hù)困難;故障信息缺失或不準(zhǔn)確時，易發(fā)生診斷錯誤，容錯性不足等問題。針對以上問題，本文在歸納總結(jié)目前國內(nèi)外有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，以220KV電網(wǎng)模型為例，對存在不確定信息情況下的單一故障和復(fù)雜故障進(jìn)行了仿真分析。將加權(quán)模糊Petri網(wǎng)應(yīng)用到電力系統(tǒng)故障診斷中，工作內(nèi)容主要分為以下幾個方面:
　　(1)對傳統(tǒng)的模糊Petri網(wǎng)模型進(jìn)行深入研究，建立了

4、不同于以往的Petri網(wǎng)模型，提高了模糊Petri網(wǎng)的診斷性能。根據(jù)繼電保護(hù)和斷路器動作的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用模糊方法對其初始標(biāo)識概率值進(jìn)行了詳細(xì)地計算，使得初始標(biāo)識得以描述繼電保護(hù)和斷路器動作的不確定性。
　　(2)基于新型模糊Petri網(wǎng)理論，建立了基于故障信息系統(tǒng)的線路、母線和變壓器元件的引出線模型，對保護(hù)邏輯配合關(guān)系進(jìn)行了準(zhǔn)確地模擬。利用可疑元件故障網(wǎng)絡(luò)，通過對一次拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)分析，可適應(yīng)不同的系統(tǒng)運(yùn)行方式。
　　(3)針對

5、復(fù)雜電網(wǎng)故障診斷時，Petri網(wǎng)模型的矩陣維數(shù)過大、自適應(yīng)性差和組合爆炸等問題，在上述建模方法基礎(chǔ)上結(jié)合Petri網(wǎng)的化簡技術(shù)，構(gòu)造了含有方向的子網(wǎng)故障診斷模糊Petri網(wǎng)模型。即對線路和變壓器的兩端分別建立主保護(hù)、近后備保護(hù)以及遠(yuǎn)后備保護(hù)底層子網(wǎng)模型，再綜合兩端底層子網(wǎng)建立綜合診斷子網(wǎng);對母線建立各引出線方向底層子網(wǎng)，再將其綜合建立綜合診斷子網(wǎng)模型。并通過多個算例驗(yàn)證了該方法可有效地縮小模型規(guī)模，降低矩陣維數(shù)，自適應(yīng)性較強(qiáng)。