[发明专利]一种智能电网故障的动态层次诊断装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于输配电技术领域，特别涉及一种智能电网故障的动态层次诊断装置及方法。

背景技术

随着智能电网的大力发展，对电网高效、可靠、安全运行的要求也越来越高，因此要求电网故障诊断与故障恢复有更高的快速性与有效性。电网发生故障时，快速、准确的故障诊断能够有效缩短停电时间、缩小故障区域、减少对用户的不利影响。目前，对于电网故障诊断的方法有很多，主要包括专家系统、人工神经网络、模糊理论、优化技术、petri网络、粗糙集理论等。但这些方法都存在一定的缺陷，如专家系统知识库形成复杂、诊断速度慢、容错能力差，人工神经网络收敛速度慢、缺乏解释能力等，都无法快速准确的得到诊断结果。因此，可将诊断过程进行层次化处理，根据不同处理层特点采用不同的推理方法。

电网的数据信息来自多个测量系统，包括SCADA系统、广域监测系统、故障信息系统、故障录波系统等。各系统所测量信息有重复数据也有独立信息，彼此为信息互补关系，因此仅通过单一信息源无法获取全部故障信息，而基于全部故障信息的诊断策略又过于繁琐、诊断速度较慢，这就需要一种依据决策需要提取不同数据信息的动态诊断决策。另外，电网中各种监控与管理设备的大量应用，导致故障信息存在很大程度的不确定性，这些不确定性来自故障发生的随机性，数据采集的模糊性，海量冗余信息造成的粗糙性和认知信息缺乏带来的不确定性。因此故障诊断过程中必要的冗余数据与不确定信息处理是提高诊断准确性的重要措施。

因此，一种可动态调整纵向与横向诊断策略的多层次故障诊断方法及装置的提出，具有一定的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种智能电网故障的动态层次诊断装置及方法。

本发明的技术方案如下：

一种智能电网故障的动态层次诊断装置，包括数据采集与监控单元、数据处理单元、数据库单元、通讯单元和人机交互单元；

所述数据采集与监控单元用于电网的状态监测、安全监视和报警处理、数据采集、拓扑分析、故障信息记录；

所述数据处理单元处理故障诊断数据；

所述数据库单元用于存储历史记录数据库与故障诊断规则库并完成数据备份与管理；历史记录数据库存储电网系统运行的全部数据信息，故障诊断规则库存储历史故障诊断规则，且每条诊断规则包括故障时刻的开关信息、保护信息、电气量信息及故障诊断结果；

该装置的连接为：数据采集与监控单元通过一个通讯单元与数据处理单元连接，数据处理单元通过另一通讯单元与人机交互单元连接，数据处理单元还与数据库单元连接。

所述数据采集与监控单元包括数据采集与监视控制系统(SCADA系统)、广域监测系统(WAMS系统)、故障信息系统和故障录波系统；

所述数据处理单元包括多源信息预处理模块、开关层诊断模块、馈线层诊断模块、变电站层诊断模块、数据约简模块和决策控制模块，各模块在决策控制模块的控制下，既独立运行又协调工作，进行智能电网故障诊断；

所述通讯单元包括信息接收模块、信息发出模块、信息传输模块、协议控制模块。

本装置通讯单元均采用RS-485标准接口和RS-485串行异步光纤环网通讯方式，适合于多通信节点、且节点位置分散的通讯环境；

所述人机交互单元是故障诊断系统与操作人员的交互接口，实现运行人员对系统的监视与控制。

采用上述智能电网故障诊断装置进行故障诊断的方法，包括如下步骤：

步骤1：智能电网发生故障后，计算故障诊断启动条件以确定诊断策略；

所述故障诊断策略包括开关层诊断、馈线层诊断和变电站层诊断；

故障诊断启动条件用于表征智能电网故障时的开关动作信息和电气量信息在故障前后的变化情况；

故障诊断启动条件SC的公式如下：