電力系統(tǒng)多區(qū)域復雜故障診斷的研究.pdf

1、電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運營關(guān)系國計民生，時有發(fā)生的電力系統(tǒng)大規(guī)模停電事故在經(jīng)濟上造成重大損失，對人民生活造成重大影響，甚至危及國家安全。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際的。另外，電網(wǎng)互聯(lián)增大了對其監(jiān)控的難度，單一故障波及整個電網(wǎng)造成重大停電事故的風險也加大了，對電網(wǎng)故障的可靠監(jiān)視、追蹤分析和預警就更加重要了。 本論文從故障診斷方法、調(diào)

2、度防御和系統(tǒng)建模幾個不同的角度，研究了電力系統(tǒng)多區(qū)域復雜故障診斷問題。主要研究內(nèi)容包括：原發(fā)性故障的識別方法，含有拒動、誤動信息的不確定性故障診斷方法，為實現(xiàn)合作協(xié)同采用的故障診斷協(xié)同模型和基于 BNF 范式建立的知識庫規(guī)則實現(xiàn)知識獲取同整個系統(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)有機的結(jié)合在一起，在一個協(xié)調(diào)統(tǒng)一的框架下實現(xiàn)電網(wǎng)故障處理和安全防御的全面防護體系。 本論文取得的主要成果如下： 1)對電力系統(tǒng)故障診

3、斷相關(guān)問題進行了大量文獻調(diào)研和綜述比較，分析了現(xiàn)有主要方法的優(yōu)缺點，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表達和算法的基礎(chǔ)上，將基于雙向演繹系統(tǒng)的方法應用于電力系統(tǒng)故障推理診斷，對原發(fā)性故障進行識別。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先對故障進行判斷，再用推理規(guī)則對故障進行進一步診斷。以故障診斷正向演繹系統(tǒng)部分為例，進行了詳細的說明，通過算例可知方

4、法的正確性。在此基礎(chǔ)上，將動態(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，及時提出調(diào)度防御建議，提高了調(diào)度處理的效率。 3)針對電網(wǎng)發(fā)生的復雜故障中保護或開關(guān)會出現(xiàn)誤動、拒動等因素會導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)兩個基礎(chǔ)模型為基礎(chǔ)構(gòu)成實際電力系統(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)生時上傳的大量信息中不確定性信息的可能性概率，對不確定性故障信息進行評價。同時進行不確定性復雜故障的診斷，減少不確定性信息的存在導致故障診斷結(jié)果誤判。通過算例驗證了方法的正確性。 4)為實現(xiàn)各個子單元協(xié)同工作，基于聯(lián)合負責模型理論對模型進行實用化，提出了故障診斷協(xié)同模型技術(shù)。實用化后的模型提供了實現(xiàn)對多個單元間行為協(xié)調(diào)的機制和方法，使得協(xié)同式診斷能夠快速、有效的進行。 5)為解決專家規(guī)則庫完善化的問題以

6、及實現(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)計了規(guī)則模板進行知識獲取。利用規(guī)則編譯器增添的故障規(guī)則與推理機程序代碼是分離的，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。通過工程實際應用，證明該技術(shù)實用性強，易于對專家規(guī)則庫的更新，不會造成專家規(guī)則庫的混亂。 6)提出了解決電力系統(tǒng)復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。通過對協(xié)同式故障診斷系統(tǒng)子單元建模，對整個系統(tǒng)的架構(gòu)、組成和子單元任務進行細化。利用功能協(xié)同增強了對復雜故障實時診斷的推理能力，利用區(qū)域協(xié)同可以對跨區(qū)域故障進行診斷。整個系統(tǒng)由七個子系統(tǒng)組成，分別完成復雜故障的協(xié)同快速診斷，完成畸變信息和不確定性信息的評價，以及實時給出調(diào)度處理建議的任務。在解決關(guān)聯(lián)性故障分析問題時，該協(xié)同式專家系統(tǒng)克服了單一專家系統(tǒng)局限性，對單一專家系統(tǒng)在功能和任務進行有效擴充。 本論文研究的