電網(wǎng)故障診斷方法的研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電能用戶對優(yōu)質(zhì)、可靠、穩(wěn)定的電力供應(yīng)已成為電能用戶的普遍需求。然而由于自然、人為等多種因素，電力系統(tǒng)的故障是不可避免的，造成對用戶供電的中斷或供電質(zhì)量的下降，甚至損壞電氣設(shè)備。另一方面，在電網(wǎng)規(guī)模和復(fù)雜程度不斷增加的同時，電力系統(tǒng)自動化水平也在不斷加強，越來越多的自動裝置應(yīng)用到電力系統(tǒng)，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，各級自動裝置會產(chǎn)生大量的報警信息。這些信息在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時不加選擇地涌入控制中心，特別是同時出現(xiàn)多種故障信息并

2、伴隨有保護和斷路器的拒動、誤動時，故障診斷問題就會變得異常復(fù)雜。本文圍繞電網(wǎng)故障診斷的人工智能方法中的Petri網(wǎng)方法、優(yōu)化算法和多智能體方法進行了大量的研究工作。
　　 目前采用Petri網(wǎng)方法進行故障診斷的研究存在著簡單Petri網(wǎng)模擬能力不強、保護劃分簡單、在進行大規(guī)模電網(wǎng)故障診斷時運算維數(shù)高，以及電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和保護配置變化的問題。針對該方法，本文提出了計及時間空間參量的診斷思想，更符合保護的實際動作情況。對于元件眾多、接

3、線復(fù)雜的輸電網(wǎng)絡(luò)進行Petri網(wǎng)建模診斷時，本文提出故障元件連接圖的概念，將電網(wǎng)的靜態(tài)拓?fù)潢P(guān)聯(lián)信息與故障時的動態(tài)邏輯關(guān)聯(lián)信息解耦，根據(jù)元件關(guān)聯(lián)保護的動作優(yōu)先級將元件連接圖映射成Petri網(wǎng)診斷模型。診斷過程中引入謂詞Petri網(wǎng)代替簡單Petri，將保護信息和斷路器信息包含在運算過程中，增強了模擬能力，診斷過程和結(jié)果更加直觀。建立了電網(wǎng)典型元件的謂詞Petri網(wǎng)診斷模型，在電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和診斷數(shù)據(jù)變化時，動念生成各方向Petri網(wǎng)診斷模型

4、，實時性好，適應(yīng)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變，降低了大電網(wǎng)元件建模時的維數(shù)和運算規(guī)模，診斷過程中的關(guān)聯(lián)矩陣稀疏，運算速度快速，并且診斷模型基于實際的保護類型，很好的解決以往按主、近、遠(yuǎn)劃分保護進行診斷而造成保護范圍不甚明確的弊病，每類保護范圍內(nèi)的元件明確，診斷結(jié)果清晰。
　　 在進行電網(wǎng)故障診斷時，時間因素的使用較少，導(dǎo)致診斷模型較粗糙，且造成多解的情況?；谌蚨ㄎ幌到y(tǒng)(GPS，Global Positioning System)全網(wǎng)對

5、時的事件順序(SOE，Sequence Of Event)信息包含了統(tǒng)一時標(biāo)基準(zhǔn)的警報時序信息，如果能有效地利用報警信息的時間特性和開關(guān)、保護的因果關(guān)系，將能提高故障診斷的準(zhǔn)確性和效率。本文通過定義時間段內(nèi)動態(tài)關(guān)聯(lián)路徑的概念，構(gòu)造了能夠充分利用警報信息時序特性的電力系統(tǒng)故障診斷的一種改進優(yōu)化模型，設(shè)定元件狀態(tài)為連續(xù)變化的時間變量的函數(shù)，能夠準(zhǔn)確地描述現(xiàn)代電力系統(tǒng)多種保護配置下保護和斷路器在故障發(fā)生發(fā)展過程中的動作時序關(guān)系和狀態(tài)變化，可以

6、得到更為細(xì)致的診斷結(jié)果。
　　 電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴大及其不斷復(fù)雜的設(shè)備給準(zhǔn)確、快速地診斷出故障帶來很多困難。MAS(Multi-agent system)技術(shù)可解決傳統(tǒng)理論面對大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)所遇到的困難，即采用MAS將大規(guī)模的復(fù)雜系統(tǒng)分解成小的、易于管理和維護的子系統(tǒng)，智能體之間通過相互協(xié)作，快速求解過程復(fù)雜的大規(guī)模任務(wù)。本文提出了基于MAS的電網(wǎng)故障診斷模型。此模型中具體的單Agent智能體根據(jù)所處的位置，采用各自的電網(wǎng)診斷

7、算法和模型，并且按照電網(wǎng)管理運行組織特點構(gòu)建的MAS診斷系統(tǒng)，充分利用空間分布、性質(zhì)分層的全局故障信息，實現(xiàn)大規(guī)模電網(wǎng)故障診斷。建立了診斷模型的整體體系結(jié)構(gòu)，并對各組成Agent的信念知識庫、行為能力和協(xié)商調(diào)度流程進行了詳細(xì)的描述；建立了核心部分-區(qū)域診斷Agent內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu)及各模塊的功能和工作流程；給出了各Agent的之間的信息交互類型和內(nèi)容，建立了不同設(shè)備之間的統(tǒng)一信息模型，總結(jié)了基于MAS理論的電網(wǎng)故障診斷的過程。
　　

8、 JADE(Java Agent Development Framework)是符合FIPA規(guī)范的Agent的開發(fā)平臺。JADE提供了一系列API讓程序設(shè)計人員能夠方便的開發(fā)Agent程序。本文對JADE的平臺環(huán)境進行了介紹，說明了JADE中的Agent的生成、執(zhí)行過程，以及FIPA標(biāo)準(zhǔn)的多Agent通信機制，研究了Agent之間通信的實現(xiàn)，我們采用Java語言作為Agent的實現(xiàn)語言，并利用JADE開發(fā)框架，在JADE平臺上開發(fā)實現(xiàn)