[发明专利]考虑多重保护配置下的电网故障诊断解析模型

说明书

技术领域

本发明一种考虑多重保护配置下的电网故障诊断解析模型，属于电网故障诊断技术领域。

背景技术

电网故障的快速准确诊断对加快事故处理进程、保障电力系统的安全运行具有至关重要的作用。自上世纪八十年代以来各国学者对电网故障诊断问题进行了大量的研究，所提出的电网故障诊断方法主要有专家系统方法、人工神经网络方法和基于解析模型的方法，另外还有基于Petri网、粗糙集理论和信息理论等各种不同原理的新方法。基于专家系统的故障诊断方法是最早研究的方法并且获得实际应用，但专家系统的知识获取能力和容错能力差，其实际应用效果有待进一步改善；基于神经网络的方法通过构造一个模式分类器来实现故障元件的快速识别，原理简单、诊断速度快，同时具有一定的学习能力和容错能力，但在应用于大规模电力系统时，存在输入空间维数大、故障模式的组合爆炸问题，从而影响神经网络训练的收敛性和推广能力；基于Petri网、粗糙集理论、信息理论和其他新原理的诊断方法目前尚处于初步理论探索的阶段，其实际应用的有效性尚待进一步验证。

基于解析模型的诊断方法通过解析电网保护规则，以函数的形式对电网元件、保护动作和断路器跳闸的关联关系进行表达，将故障诊断问题转化成使目标函数最小化的0-1整数规划问题，可有效克服Petri网和贝叶斯等方法在结构化表达上述关联关系时所面临的难题，具有较严密的数学基础和良好的应用前景。Dy liacco T E首次将断路器和保护信息表达为逻辑变量，通过逻辑运算实现故障诊断。文福栓提出的解析模型把保护和断路器的动作期望表示成其相关元件故障状态的逻辑函数，通过评价不同故障假说下该动作期望与实际告警信息的差异来确定故障元件。刘道兵在考虑保护与断路器误动和拒动的情况下对电网保护规则进行完全解析，从而能完整保留元件故障状态、保护动作和断路器跳闸之间的关联关系。然而，上述模型在解析电网保护规则时只考虑元件的单个主、备保护，电网保护配置相对简单。但在实际电网中，尤其是输电网中的重要电网元件，基本上采取基于不同原理、不同厂商的双机(微机保护装置)配置，同一电网元件并列有多个主、备保护，元件、保护和断路器间的关联关系比较复杂，采用上述模型无法对复杂保护配置下的电网保护规则进行解析。

发明内容

本发明提供一种考虑多重保护配置下的电网故障诊断解析模型，涉及解析电网保护规则过程中，完整地保留了电网元件状态、保护动作和断路器跳闸之间的逻辑关系；从电网保护规则解析入手，通过分析当前电网保护双机配置情况，研究电网元件配置并列多个保护的复杂情况下的保护动作规则解析问题，将电网故障诊断的解析化建模进行泛化，从而提高解析模型方法诊断电网故障的通用性和适应性。并以具体算例来详细阐述在复杂保护配置情况下的保护动作规则解析过程和故障诊断过程，提高电网故障诊断完全解析模型在实际电网应用中的适应性。

本发明采取的技术方案为：考虑多重保护配置下的电网故障诊断解析模型，包括以下几个步骤:

1)、根据电网保护规则，为了更好的刻画电网故障的场景-----元件故障情况、保护和断路器的动作情况及拒动和误动情况，引入故障模式定义：(S,R,C,M,D)；

其中，S＝{s₁,s₂,Ls_i,L,s_N}，为可疑故障元件集，且s_i＝1和s_i＝0分别表示元件s_i故障和非故障；

R＝{r₁,r₂,L,r_i,L,r_Z}为与S相关的保护集合，且r_i＝1和r_i＝0分别表示保护r_i动作和未动作；

C＝{c₁,c₂,L,c_i,L,c_K}为与S相关的断路器集合，且c_i＝1和c_i＝0分别表示断路器c_i跳闸和为跳闸；