电力系统故障诊断研究

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1、电力系统故障诊断研究摘要：电能无时无刻不对人们产生重要的影响，保障电力系统的正常、稳定运行是电力企业重要的工作，也是当前学术和工程领域研究的重点。对此，系统总结和分析了电力系统故障诊断的常用方法和措施，具体分析了专家系统、遗传算法、神经网络算法、模糊理论和两种综合的或改进的优化算法。关键词：系统；故障诊断；算法作者简介：王芳（1974-）,女，浙江诸暨人，浙江省绍兴电力局，工程师。（浙江绍兴312000）中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）33-0239-02一套完整的监控（监控和数据采集，SC

2、ADA）系统与警报讯号处理（报警处理）系统，将有助于提升调度人员处理事故的能力，能够根据系统的情况明确指示引起异常之原因，提供必要的解决措施。近年來，人工智慧（人工智能）方法已被广泛应用于电力工程领域，国内外对于故障区域估测（故障区段估计），变压器故障诊断（变压器故障诊断），警报处理（报警处理）及谐波侦测（谐波检测）等领域所提方法，大致可归纳为下列儿种。一、专家系统专家系统的创始人费根鲍姆认为：专家系统是一套智能化软件系统,利用理论及推理步骤來完成以前只有行业专家方能解决的复杂问题。专家系统建立的主要H标是利用具有特定领域问题解决能

3、力的专家系统，为非专家解决现场复杂的问题提供支持和帮助。人工智能是专家系统屮最活跃同时也是成果最丰富的一个研究领域。专家系统在输电和配电网络故障诊断中的典型应用是以生产规则为基础的系统，即保护断路器操作人员的行动逻辑和诊断经验排除这一可能性，形成故障诊断专家系统知识库，进一步在信息知识基础上根据报警进行故障排除的结论的推理。实际应用中，如美国电力公司依赖与得克萨斯州农工大学共同开发的电源系统管理专家系统（雷莱恩专家系统）、数字故障录波（DFR）这个专家系统，根据DFR数据故障诊断扰动。DFR可以记录在系统故障期间的系统参数，如雷电和

4、操作冲击电压突然上升或骤降、供电中断、过电压、欠电压、谐波和瞬态等引起的故障参数。传统的方法是失败的DFR开始自动记录并存储相关数据，保护工作进行离线分析，以评估该系统的保护作用。雷莱恩专家系统可以免除上述过程，分析故障录波数据和自动提取撰写报告，然后通过传真或E-mail发送到系统的时间表或相关人员。虽然专家系统可以冇效地模拟专家完成故障排除，但在实践屮仍存在一些不足之处，主耍问题是知识获取的瓶颈问题，知识是难以维持的，并不能有效解决众多不明朗因素的故障诊断，这些问题极大地影响了故障诊断的准确性。[1]二、模糊逻辑（模糊逻辑）模糊

5、集合观念常用于处理因语言及智识上产生不明确性特质的事物上，模糊集合论可视为明确集合论的延伸，弥补二值逻辑（非0即1）无法对不明确边界事物描述的缺点，经归属函数来表示集合元素对该集合的隶属程度，然后由模糊规则库推论其结果。此法必须先从问题描述来定义归属函数，亦需设计出严谨有效的推论规则。多应用于警报讯号处理、变压器故障诊断。三、遗传算法的基因演算法（GA）基因遗传演算法是…种模拟人类基因演化的模型，在这种模型中，问题的解答被巧妙地安排成一串数值，模拟基因中的一串染色体，人量的基因经过演化、突变与交配等运算不停地产生新的基因，且淘汰不良

6、的基因,最后演化出问题的最佳解答。多应用于电力系统故障诊断、主动式滤波器规划。⑵四、禁区搜寻法（禁忌搜索TS）禁区搜寻法为求得整体最佳解，主耍特色系利用禁区来控制求解过程。多应用于警报讯号处理。五、决策树搜寻法（决策树搜索）将欲达成的策略以决策树型式表示，再应用搜寻技巧寻找适当的策略。多应用于故障诊断。六、因果网路（因果网络，CEN）因果网路具有平行处理的推论能力，主要特色系使用并行处理的推论机制，可得到快速的推论结果。多应用于故障诊断。七、神经网络神经网络具备高度神经计算能力和极强的自适应性、鲁棒性和容错性。用神经网络处理问题只需

7、要进行简单的非线性函数的数次复合，不需要建立任何物理模型和人工干预，具有自组织、自学习能力，能映射高度非线性的输入输出关系，重新观察现象之后判断输出。神经网络法在故障诊断中得到高度重视和广泛应用，它在处理不确定性问题时具有独特的优势。人工神经网络广泛用于选线、故障判断、暂态保护等，速度快、准确度高，并且不受制于系统的运行模式、互感器饱和、故障类型等因素。用來进行保护无线通讯，可以对故障高频信号进行提取，具有很好的仿真效果；还在雷电信号、开关信号和故障行波的识别中有着广泛的应用。神经网络方法虽然有利于克服专家系统获取信息的瓶颈、维护信

8、息库困难等众多问题，但其在处理启发性知识方面有着局限性。.且因为ANN技术本身的缺陷，其学习速度不快，需要长时间的训练，解释能力弱，进而对神经网络实用化产生了影响。并且怎样设计与大型输电网络相适应的ANN故障诊断系统，还是一个需要持续