[发明专利]一种基于三态数据多维协同处理的电网在线故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统智能分析与控制技术领域，尤指一种基于三态数据多维协同处理的电网在线故障诊断方法。

背景技术

随着特高压同步电网的大规模建设，目前电网网架结构及运行特性日趋复杂，强台风、飚线风等自然灾害引起的超设防故障，对电网安全防线冲击频繁，传统的经验调度已无法满足大电网安全稳定运行的要求，迫切需要提升现有的调度智能化操作水平，实现电网故障的在线快速诊断。

电网在线故障诊断专业方向的研究已有一二十年左右的时间，在此期间国内外学者提出了多种故障诊断的方法，具有代表性的方法主要有专家系统、人工神经网络、基于优化的方法以及由于信息的不确定性和不完备而采取的基于模糊集、信息理论和粗糙集的方法等，受限于当时计算机和通信技术的水平，故障诊断的数据源主要为SOE（Sequence Of Event）动作信号和保护动作信号，使得在线故障诊断结果的可靠性不高，信息粗糙，难以适应调度运行的要求。

随着计算机和通信技术水平的快速发展以及在电力系统中的广泛应用，基于GPS的同步相量测量单元（PMU）已成为变电站测控单元中必不可少的一环，加之故障录波器联网技术的推广，调度中心的数据源不断丰富和完善，电网在线故障诊断已不仅仅局限于利用SCADA数据和保护动作信号，基于SCADA数据、保护动作信号、PMU数据以及故障录波数据的多源信息融合技术的在线电网综合故障诊断不仅能够提高故障诊断的可靠性和准确度，还能够实现故障诊断的精细化，是故障诊断未来发展的必然趋势。近年来也有学者提出了基于多种数据源的在线故障诊断方法，但只是采用了分层的方法针对每种数据源进行分析处理，尚未涉及如何从信息的多维度角度出发，将多种数据和分析方法进行协同处理，从时间维、空间维以及信息维三个方面进行统筹考虑，以最大程度满足调度运行的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种基于三态数据多维协同处理的电网在线故障诊断的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于三态数据多维协同处理的电网在线故障诊断方法，其特征在于：

包括下列步骤：

（1）在电网调度中心侧实时接收子站端上送的稳态数据、动态数据以及暂态数据；

（2）基于稳态数据的智能逻辑推理诊断：根据子站侧上送的稳态数据，根据一二次设备关联关系，采用网络拓扑分析和保护动作逻辑相结合的智能推理方法，进行电网故障的在线诊断；

（3）基于动态数据的电气量诊断：根据子站侧上送的动态数据，从三相电压、电流中提取表征电网短路故障信息，采用模式匹配的方法，进行电网故障的在线诊断；

（4）基于暂态数据的电气量诊断：根据子站侧上送的暂态数据，从故障录波文件中提取故障简报信息或采用模拟保护的软保护算法进行故障分析，进行电网故障的在线诊断；

（5）故障诊断协同处理：基于步骤（2）、（3）、（4）的诊断结果，从时间维、空间维以及信息维三个维度协同进行故障诊断，对故障诊断进行协同处理；

（6）通过人机界面展示电网故障的信息。

电网调度中心接入的信息包括稳态数据、动态数据以及暂态数据，稳态数据主要包括SCADA数据和保护动作信号，动态数据主要包括PMU数据，暂态数据主要包括故障录波数据。根据电网三态（稳态、动态和暂态）数据的不同特性，从时间维、空间维以及信息维三个维度协同进行故障诊断。电网三态数据的有机结合和协同处理，从时间维、空间维以及信息维三个维度提高了故障诊断的实时性、可靠性和实用性。

从时间维协同进行故障诊断过程为：电网稳态数据和动态数据能够实时上送到调度中心，在电网发生故障时， SCADA数据、保护动作信号以及PMU数据的实时性较好，在故障发生后上述数据在调度中心侧可以立即采集到，故障录波数据的实时性较差，在故障发生后一段时间内调度中心侧才能采集到；电网调度运行人员在电网发生故障后需要第一时间知道故障发生在什么地方，需要利用SCADA数据、保护动作信号和PMU数据来进行故障诊断以确保其实时性。电网动态数据和暂态数据并不是所有子站端都具备上送调度中心的条件，在不具备动态数据和暂态数据的情况下利用稳态数据进行故障诊断，可以提高故障诊断的可靠性；电网暂态数据具有丰富的故障特征信息，利用电网暂态数据可以分析短路电流和故障距离信息，辅助调度运行人员优化送电端选择和提高巡线效率。

利用电网稳态数据中的开关动作信号可以进一步诊断故障相别，区分故障相是单相故障还是相间故障。在开关具备分相动作信号的情况下，可进一步识别单相故障的具体相别（A相、B相、C相）。