[发明专利]一种电力系统故障诊断的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统故障诊断领域，更具体地，涉及一种电力系统故障诊断 的方法。

背景技术

电力系统故障过程本身存在着不确定性，这种不确定性主要是由保护或断路 器误动、拒动，远动信息通信错误等因素造成。在仅能通过SCADA(数据采集与 监控)系统获得故障征兆信号时，电网故障诊断中的不确定性就更加明显，影响 电网故障的实时诊断。贝叶斯网络和信息论都以概率论为基础，可以实现对故障 信息的不确定性进行量化。

但基于贝叶斯网络的故障诊断方法需要大量完备的实际故障样本进行训练 以提高诊断精度，而且，现有基于贝叶斯网络的故障诊断方法在处理故障信息的 不确定性时，都假定了事先已经知道缺失的遥信量，再利用其余故障信息对缺失 信息进行估计，然后进行故障诊断。但这样的假设在实际应用中难以成立，目前 实际应用中的SCADA系统，无论是采用原部颁CDT规约还是采用国际标准的 101规约，遥信量都采用变位上送方式，以节省数据传输量。当发生故障时，即 使出现了遥信丢失的情况，在调度端也难以确定具体是哪个遥信量出现了缺失。 因此，在现阶段基于贝叶斯网络的故障诊断方法对于遥信信息传输错误带来的不 确定性尚不具备实用性。同样的问题还存在于多种故障诊断方法中。

发明内容

本发明提供一种信息论与专家系统相结合进行电力系统故障诊断的方法。

为了达到上述技术目的，本发明的技术方案如下：

一种电力系统故障诊断的方法，首先建立实际信道的故障诊断信息传递模 型，根据电力系统发生故障的停电区域，利用专家系统，经过正向推理得到所有 可能故障的设备，然后分别假设可疑设备发生故障，反向推理出对应的开关和保 护的动作状态，得到实际通信中所有可能的信源；最后结合保护、开关的拒动概 率和设备故障的先验概率计算出信源的自信息或先验概率，这样故障过程中的不 确定性就包含在信源中，在实际的SCADA系统中，调度中心看到的征兆信息是 由保护和开关的动作状态组成的一组数据序列，这样根据通信中信道的转移概率 计算信源的条件自信息量，实现了对实际信道中信息不确定性的定量描述，建立 基于实际信道的故障诊断信息传递模型，调度中心根据该故障诊断信息传递模型 实施故障排除。

进一步地，所述实际信道的故障诊断过程的具体计算步骤如下：

①首先根据SCADA所采集到的动作开关记录，通过拓扑分析得到故障后的 所有失电区域；

②通过遥测、遥信以及保护类型、动作时间等信息判断出失电区域内动作保 护的性质，如果是主保护动作，将其保护对象作为可疑故障设备，如果是后备保 护动作或者无法判断保护性质，将其后备范围内的所有电气设备作为可疑故障设 备，缩小故障区域；没有保护信息的失电区域记录为故障区域；

③由专家系统对故障区域内的可疑设备做出基本分析，如果此时只有一个设 备被确定为可疑故障设备，则此时系统发生的是简单故障；如果得到的故障征兆 对应多种故障可能或者无法利用专家系统规则进行决策时，进入复杂故障的分 析；

④反向推理：分别假设可疑故障设备集中所有电气设备故障，同时考虑组合 故障的情况，然后根据②中判断的动作保护性质建立信源；如果判断是主保护动 作，假设设备故障时，只考虑由可疑设备的主保护将其隔离；如果实际是后备保 护动作，假设设备故障时，反向推理到由此后备保护将其隔离；如果保护性质复 杂或者无法判断保护性质，按照主保护或者后备保护动作将故障隔离分别进行故 障假设，推理出导致区域失电的保护、开关动作序列，建立一组故障征兆组合集 即信源；

⑤结合设备故障的先验概率、保护和开关的拒动概率计算出每个信源的先验 概率，然后根据接收的故障征兆信息，利用信息传输理论，计算出信源的件自信 息量或后验概率条；

⑥将信源的条件自信息量由小到大排列，即将信源的后验概率按照由大到小 排列，排在最前面的信源对应的故障假设最有可能发生，同时可判断出保护和开 关是否正确动作和信息在传输过程中是否存在丢失或者误码的情况；

主保护、后备保护、保护动作时间的解释如下：

主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护 设备和线路故障的保护。即当设备发生故障时瞬时动作的保护；