基于Petri網(wǎng)的變電站智能故障診斷的研究.pdf

1、變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是連接發(fā)電廠與用戶之間的樞紐點(diǎn)，起到變換和分配電能的作用。因此變電站運(yùn)行的可靠性和安全性直接影響到整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。近年來(lái)，變電站隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展朝著大容量、超容量、遠(yuǎn)距離方向發(fā)展，其結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。然而由于自然、人為、設(shè)備等多種因素的影響，故障的出現(xiàn)又是不可必免的。這就要求當(dāng)變電站發(fā)生故障時(shí)，操作人員能夠迅速準(zhǔn)確地定位故障區(qū)域、識(shí)別真正的故障元件，以便將其隔離并給予后續(xù)的故障恢復(fù)工作提供可靠的依據(jù)，

2、從而恢復(fù)非故障區(qū)域的正常運(yùn)行，增強(qiáng)供電的可靠性和連續(xù)性。另一方面，變電站綜合自動(dòng)化水平在不斷提高，越來(lái)越多的繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置應(yīng)用到變電站變配電系統(tǒng)中。當(dāng)變電站發(fā)生故障時(shí)，各級(jí)繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置會(huì)產(chǎn)生大量的報(bào)警信息，諸如故障錄波器動(dòng)作、保護(hù)裝置報(bào)警、保護(hù)動(dòng)作、斷路器跳閘等等。這些信號(hào)在變電站發(fā)生故障的瞬間將會(huì)不加選擇地涌入控制中心，特別是同時(shí)出現(xiàn)多重故障并伴隨有保護(hù)和斷路器的拒動(dòng)、誤動(dòng)作時(shí)，故障診斷問(wèn)題就會(huì)變得異常復(fù)雜。在這種情況下，要

3、求調(diào)度運(yùn)行人員在很短的時(shí)間內(nèi)迅速準(zhǔn)確地判斷故障實(shí)際上是相當(dāng)困難的，容易出現(xiàn)誤判斷、誤處理，使事故進(jìn)一步擴(kuò)大、故障恢復(fù)時(shí)間進(jìn)一步加長(zhǎng)，從而會(huì)導(dǎo)致更為嚴(yán)重的停電事故。因此研究變電站智能化故障診斷具有重要的理論和實(shí)踐意義。國(guó)內(nèi)外提出了許多電力系統(tǒng)故障診斷的技術(shù)和方法，主要有專(zhuān)家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化技術(shù)、Petri網(wǎng)絡(luò)、粗糙集理論、模糊集理論等。但是這些方法在變電站故障診斷中都有其局限性，迫切需要新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和方法，用于建立故障診斷模型

4、，進(jìn)行系統(tǒng)特性分析和性能評(píng)價(jià)，從而更合理地設(shè)計(jì)、優(yōu)化和構(gòu)建變電站故障診斷模型。因此，本文應(yīng)用擴(kuò)展Petri網(wǎng)的行為理論，對(duì)變電站故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了建模與行為分析研究，并開(kāi)發(fā)了變電站故障監(jiān)控系統(tǒng)軟件。本文的主要工作有以下幾個(gè)方面： (1)回顧了國(guó)內(nèi)外故障診斷理論的主要成果，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。 (2)分析變電站中設(shè)備元件的常見(jiàn)故障及其故障原因，并介紹一種有效的故障診斷模式。 (3)Petri網(wǎng)是一種有效的建模工具，廣泛

5、應(yīng)用在計(jì)算機(jī)科學(xué)、工業(yè)控制等領(lǐng)域，在電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用也正在興起。本文在闡述其概念時(shí)，力爭(zhēng)從電力系統(tǒng)應(yīng)用角度出發(fā)，詳細(xì)介紹各種Petri網(wǎng)的概念及性質(zhì)，并提出HCETPN模型。 (4)Petri網(wǎng)和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)作為建模分析工具，在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)有了很多研究與應(yīng)用，但各自都有局限性。本文將Petri網(wǎng)和貝葉斯理論結(jié)合提出Bayers—Petri網(wǎng)(BPN)，互補(bǔ)缺點(diǎn)，突出優(yōu)勢(shì)，然后提出了一種基于BPN的故障診斷算法，然后將其應(yīng)用于變電