一種智能變電站故障診斷方法
【專利摘要】一種智能變電站故障診斷方法，按以下10個(gè)步驟進(jìn)行：步驟1：采集故障假說向量的各個(gè)變量；步驟2：組網(wǎng)建模分析；步驟3：建立樣本矩陣進(jìn)行評(píng)估；步驟4：計(jì)算故障假說對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值；步驟5：判斷是否滿足終止條件；步驟6：得到正確的故障假說；步驟7：實(shí)際中收到的警報(bào)狀態(tài)；步驟8：比對(duì)信息；步驟9：漏報(bào)或誤報(bào)的警報(bào)、誤動(dòng)拒動(dòng)的斷路器；步驟10：對(duì)故障進(jìn)行消缺，恢復(fù)正常運(yùn)行。本發(fā)明降低了電力系統(tǒng)的管理成本，改變了落后、陳舊的人工故障分析和處理模式，大大降低了智能變電站運(yùn)行的人力和物力，降低了的生產(chǎn)成本，提高了工作效率，為智能變電站建設(shè)和運(yùn)行提供了技術(shù)支撐。
【專利說明】一種智能變電站故障診斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能變電站故障診斷方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 智能變電站是采用先進(jìn)、可靠、集成和環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信 平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和檢 測等基本功能，同時(shí)，具備支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策和協(xié)同互動(dòng)等 高級(jí)功能的變電站。智能變電站主要包括智能高壓設(shè)備和變電站統(tǒng)一信息平臺(tái)兩部分。智 能高壓設(shè)備主要包括智能變壓器、智能高壓開關(guān)設(shè)備、電子式互感器等。智能變壓器與控制 系統(tǒng)依靠通信光纖相連，可及時(shí)掌握變壓器狀態(tài)參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)。當(dāng)運(yùn)行方式發(fā)生改變時(shí)， 設(shè)備根據(jù)系統(tǒng)的電壓、功率情況，決定是否調(diào)節(jié)分接頭；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，會(huì)發(fā)出預(yù)警并 提供狀態(tài)參數(shù)等，在一定程度上降低運(yùn)行管理成本，減少隱患，提高變壓器運(yùn)行可靠性。智 能高壓開關(guān)設(shè)備是具有較高性能的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，配有電子設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器， 具有監(jiān)測和診斷功能。電子式互感器是指純光纖互感器、磁光玻璃互感器等，可有效克服傳 統(tǒng)電磁式互感器的缺點(diǎn)。變電站統(tǒng)一信息平臺(tái)功能有兩個(gè)，一是系統(tǒng)橫向信息共享，主要表 現(xiàn)為管理系統(tǒng)中各種上層應(yīng)用對(duì)信息獲得的統(tǒng)一化；二是系統(tǒng)縱向信息的標(biāo)準(zhǔn)化，主要表 現(xiàn)為各層對(duì)其上層應(yīng)用支撐的透明化。
[0003] 智能變電站作為調(diào)度中心與變電站的聯(lián)系樞紐，直接面對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)備的運(yùn)維 管理，集指揮、調(diào)度、監(jiān)視、操作于一身，其運(yùn)行及決策智能水平對(duì)提高電力系統(tǒng)的自愈能力 及供電的可靠性起到重要作用。但目前警報(bào)處理、故障診斷及事故處理的研究大都集中于 電力系統(tǒng)調(diào)度中心或者變電站，如基于解析模型的電力系統(tǒng)警報(bào)處理的研究，基于人工神 經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)故障診斷的研究、基于多agent的電力系統(tǒng)主從遞階恢復(fù)決策的研究。 上述研究已經(jīng)在理論研究方面取得一定的突破，有些甚至已經(jīng)在實(shí)際系統(tǒng)中得到應(yīng)用。而 基于智能變電站的故障診斷方法和事故處理的理論及其應(yīng)用研究極其缺乏。
[0004] 另一方面，發(fā)生事故時(shí)，智能變電站將在幾十秒內(nèi)往往收到警報(bào)達(dá)數(shù)百條，值班員 通過監(jiān)控系統(tǒng)的變電站主接線尋找確定事故影響范圍，確定及記錄斷開的斷路器及保護(hù)動(dòng) 作信息，并分發(fā)至各部門，上報(bào)調(diào)度，同時(shí)進(jìn)行事故分析；班組運(yùn)行人員，根據(jù)所有的報(bào)文上 傳信息，跳閘、保護(hù)動(dòng)作情況，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析大致的事故原因，緊急安排巡維中心人員現(xiàn)場 檢查。由于報(bào)文量過大，事故處理又需要在短短的幾分鐘之內(nèi)完成，監(jiān)控人員憑借的電力知 識(shí)及經(jīng)驗(yàn)很難及時(shí)有效對(duì)故障進(jìn)行正確判斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種智能變電站故障診斷方法，本發(fā)明特征在于， 按以下10個(gè)步驟進(jìn)行：
[0006] 步驟1 :采集故障假說向量的各個(gè)變量；
[0007] 采集繼電保護(hù)、斷路器動(dòng)作、各種報(bào)警信息之間關(guān)聯(lián)邏輯，主要才采集智能變電站 內(nèi)部靜態(tài)數(shù)據(jù)Datal里面的繼電保護(hù)信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)Data2里面的斷路器動(dòng)作警報(bào)；
[0008] 步驟2:組網(wǎng)建模分析；
[0009] 將步驟1采集到的信息分類為4類：關(guān)鍵告警信息、繼電保護(hù)信息、原因事件和出 口斷路器信息；
[0010] 步驟3 :建立樣本矩陣進(jìn)行評(píng)估；
[0011] 建立樣本矩陣進(jìn)行評(píng)估的目的是篩選并剔除相關(guān)性弱的信息，提高采集信息的準(zhǔn) 確性和重要性；
[0012] 假設(shè)智能變電站中共有n+m信息，η為繼電保護(hù)信息（BI?B6)，m為出口斷路器 信息（Dl?D6)，在該時(shí)段內(nèi)的事件原因采樣數(shù)為k個(gè)（Cl?C5);建立樣本矩陣：
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種智能變電站故障診斷方法，其特征在于，按以下10個(gè)步驟進(jìn)行： 步驟1 :采集故障假說向量的各個(gè)變量； 采集繼電保護(hù)、斷路器動(dòng)作、各種報(bào)警信息之間關(guān)聯(lián)邏輯，采集智能變電站內(nèi)部靜態(tài)數(shù) 據(jù)Datal里面的繼電保護(hù)信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)Data2里面的斷路器動(dòng)作警報(bào)； 步驟2:組網(wǎng)建模分析； 將步驟1采集到的信息分類為4類：關(guān)鍵告警信息、繼電保護(hù)信息、原因事件和出口斷 路器信息； 步驟3 :建立樣本矩陣進(jìn)行評(píng)估； 建立樣本矩陣進(jìn)行評(píng)估的目的是篩選并剔除相關(guān)性弱的信息，提高采集信息的準(zhǔn)確性 和重要性； 假設(shè)智能變電站中共有n+m信息，η為繼電保護(hù)信息（BI?B6)，m為出口斷路器信息 (Dl?D6)，在該時(shí)段內(nèi)的事件原因采樣數(shù)為k個(gè)（Cl?C5);建立樣本矩陣：
其中向量\看作空間V的一個(gè)樣本組，則V中樣本組數(shù)量為n，維數(shù)為k; 假設(shè)將樣本組劃分為c個(gè)類，即c個(gè)機(jī)群；設(shè)聚類劃分次數(shù)為t(t> 1，teN)，初始時(shí) 令t= 1，從所有樣本組中任意選擇c(l<c<η)個(gè)樣本組作為c個(gè)類Gp(p= 1，2,…，c) 的初始聚類中心
則任意一個(gè)樣本組\到c個(gè)聚類中心的歐氏距離為
對(duì)于任意一個(gè)樣本組Vi，總是3-個(gè)(P=1，2,…，e )使達(dá)到最小，則將Vi 劃分到類Gp中； 遍歷完所有的樣本組，完成1次聚類劃分；定義聚類的平方誤差總和：
作為評(píng)估類內(nèi)相似性的指標(biāo)，將E(t)> 1的數(shù)據(jù)全部剔除；以下步驟只計(jì)算E(t)< 1的 數(shù)據(jù)； 步驟4 :計(jì)算故障假說對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值； 以帶電斷路器分閘動(dòng)作為事故的起始信號(hào)；斷路器是否帶電由拓樸結(jié)構(gòu)分析進(jìn)行停電 區(qū)域識(shí)別一旦事故發(fā)生，利用經(jīng)智能過濾后警報(bào)信息尋找所有可能的原因事件構(gòu)成故障假 說集，由此將故障原因求解問題表示為無約束0-1整數(shù)規(guī)劃問題； 設(shè)2 = !(?,Λ)…一(H)}為實(shí)際收到經(jīng)智能警報(bào)處理后的關(guān)鍵警報(bào)信 息集，其中叫和^為斷路器動(dòng)作信息及發(fā)生時(shí)間，\和k保護(hù)動(dòng)作信息及發(fā)生時(shí)間；ι={(?ν'<Λ)_κ,AxpvviIwvvj為期望收到的關(guān)鍵警報(bào)信息集；故障假說集H為 所有可能的原因事件集合； 目標(biāo)函數(shù)Fobj(Hi)用于衡量故障假說集H中某故障假說氏的合理性，目標(biāo)函數(shù)為：
其中，警報(bào)覆蓋度指標(biāo)VM(Hi)為K維向量（Κ為警報(bào)信息總數(shù)）；|VM(Hi)I反映了 故障假說Hi對(duì)應(yīng)期望警報(bào)不能覆蓋實(shí)際警報(bào)信息的數(shù)目；即故障假設(shè)H1與警報(bào)實(shí)況的覆 蓋度，其值越小，意味著故障假說越接近于故障實(shí)際狀態(tài)的一個(gè)覆蓋；故障假說差異度指標(biāo) T(Hi)為K維向量，IT(Hi)I反映實(shí)際警報(bào)信息和故障假設(shè)氏對(duì)應(yīng)的期望警報(bào)集合M*(H)的 差異度，IT(Hi)I越小，意味著故障設(shè)備、誤動(dòng)或拒動(dòng)的保護(hù)和斷路器總數(shù)越少，故障假說Hi 的可信度越高； 步驟5 :判斷是否滿足終止條件； 對(duì)上述形成的無約束0-1整數(shù)規(guī)劃問題的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)求解，最終得到最優(yōu)解Hbest,可求出可信度最高的故障假說，函數(shù)Fobj(Hi)有最優(yōu)解即滿足終止條件，滿足條件轉(zhuǎn) 步驟6 ;若函數(shù)Fobj(Hi)無最優(yōu)解則轉(zhuǎn)步驟3,繼續(xù)進(jìn)行建立故障樣本矩陣進(jìn)行評(píng)估，剔除 粗大誤差； 步驟6:得到正確的故障假說； 此時(shí)已經(jīng)得到正確的故障假說，即正確的故障假說對(duì)應(yīng)期望收到的各警報(bào)狀態(tài)； 步驟7 :實(shí)際中收到的警報(bào)狀態(tài)； 采集智能變電站內(nèi)部實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)Data2里面提供的實(shí)際保護(hù)動(dòng)作警報(bào)； 步驟8 :比對(duì)信息； 將步驟6與步驟7的信息進(jìn)行比對(duì)，輸出診斷結(jié)果； 步驟9 :漏報(bào)或誤報(bào)的警報(bào)、誤動(dòng)拒動(dòng)的斷路器； 根據(jù)所得到診斷結(jié)果，即可判斷出漏報(bào)與誤報(bào)，誤動(dòng)、拒動(dòng)斷路器；其判斷原則為：期 望中有而實(shí)際未發(fā)生為漏報(bào)或斷路器拒動(dòng)；而期望中沒實(shí)際發(fā)生為誤報(bào)或斷路器誤動(dòng)； 步驟10 :對(duì)故障進(jìn)行消缺，恢復(fù)正常運(yùn)行； 事故診斷結(jié)果出來后，根據(jù)步驟9的結(jié)果，對(duì)故障進(jìn)行消缺，智能快速地進(jìn)行事故處 理，恢復(fù)正常運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104459378SQ201410665071
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】沈鑫, 閆永梅, 曹敏, 丁心志, 王昕 , 張林山, 李月梅 申請(qǐng)人:云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院