电力系统故障诊断算法概述

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1、电力系统故障诊断算法概述摘要：本文概述了目前电力系统故障诊断的算法研究现状，总结了当前的主流研究算法一一专家系统法、模糊理论法、人工神经网络法、遗传算法、petri网的方法、粗糙集理论、多代理系统、贝叶斯网络法以及近似熵算法，并对他们在电力系统故障诊断应用中存在的一些缺点做出了概括。关键词：申力系统；故障诊断；专家系统；人工神经网络；溃传算法；0引言当前，电力系统在W民经济屮的地位越来越突出，因而对电力系统的安全性、可靠性提出了更高的耍求。现在电网的规模庞大，结构趋于复杂，区域之间的联系密切，对电力系统故障诊断的研究意义重人。电力系统故障诊断是通过各类保护装置产生的信息，基于一定的理论和经验

2、来对故障发生的区段、故障元器件、故障性质作出快速、准确的处理。虽然国家电网的SCAD/EMS系统在电力系统故障的获取方而起到了一定的作用，但是电网故障时大量的信息远远超出了运行人员的能力，所以迫切的需耍一套更加完整的智能电力系统故障诊断系统，实现对电网故障的自动快速诊断。但是，电力系统屮电力设备的种类繁多品种不一，保护装置配合的复杂性、电网结构的变化不确定性，导致了电网故障诊断是一个复杂的综合问题。近年来外许多学者提出了多种故障诊断的技术和方法，主耍包括：专家系统法ES(ExpertSystem)、模糊理论法ET(FuzzyTheory)、人工神经网络法ANN(ArtificialNeura

3、lNetwork)、遗传算法GA(GeneticAlgorithms)、petri网法、粗糙集理论RST(RoughSetTheory)、多代理系统MAS(Multi-agentSystem)、贝叶斯法BN(beliefnetwork)以及近似熵算法。本文对上述方法归纳总结，阐述了各自在电力网中的故障诊断的应用，分析各种方法的特点，丼对一些相关技术和方法的发展进行简耍的介绍。1电力系统故障诊断国内外研究发展现状1.1基于专家系统的方法ES专家系统ES(ExpertSystem)是目前发展最•和对比较成熟的一种智能技术。它是一个智能计算机程序系统，内部含冇大量的某个领域专家水平的知识与经验，具

4、宥大量的专业知识与经验的程序系统，利用人类专家的知识和解决问题的方法來处理该领域问题。一般而言，专家系统大概屮6部分构成:知识库、数据源、推理机、咨询说明、知识学习和人机界面；其屮用来存放系统待解决问题的相关领域的专业知识的知识庳和用来控制、协调整个系统工作的推理机是专家系统的核心。在电力系统屮，专家系统通过把断路器、保护器的动作逻辑结合运行人员的经验以适当的表达式和结构形式录入知识库，根裾电网中报警系统所提供的相关信息由推理机进行分析，从而获得相关故障诊断结果，然后反应给调度员。专家系统结合了相关的理论知识和专家的经验知识来解决问题，这样一方面解决Y那些W能依靠解析才能解决的问题，另一方面

5、缩小了搜索和推理的范围，提高了故障诊断的效率。随着控制理论和数学规划技术决策支持不断在电力系统屮的运用和专家系统知识表达的多样性，使得专家系统在电网故障诊断中发挥了其独特的作用。然而随着电网互联规模和运行复杂性越来越人，运行程度越来越接近极限，专家系统渐渐暴露出一些问题，主要归纳有如下几点：（1）专家系统知识库的灵活性较低。现在专家系统知识庠知识的获取还主要是靠人工移楨来获取所需要领域的专业知识，当电网屮网络结构和各种电气设备的配置等发生改变时知识库就需要作出相应的修改。（2）目前的专家系统中知识库不具备模仿学习的能力。在电力运行的过程中，一旦出现以前没冇出现过的故障情况吋，该系统不能利用现

6、冇的知识来作出正确的诊断，这样就很容易造成误判，直接影响运行人员的操作。（3）专家系统的容错能力低。在电力故障发生以后，断路器和保护装置发生误动作时专家系统由于缺乏冇效的识别错误信息的方法和计算推理能力，冇可能就会做出错误的诊断结采。（4）知识库的维护比较困难。因为电网规模的扩大直接对专家系统的规模提出了更人的要求，而人规模的专家系统规模的维护、修改难度也逐渐增大，冈此要随吋进行系统的维护和修改需要投入大量的人力和财力。（5）系统在故障诊断的过程中很难避免要进行多次迭代，这样容易造成推理计算速度变慢和系统组合的奔溃，从而实时性和有效性将会受到一定的影响。1.2基于模糊理论的方法FT模糊理论的

7、方法FT（FuzzyTheory）是通过经典集合理论模糊化，运用语言变量和近似推理的模糊逻辑，具有完整推理体系的智能技术。模糊理论系统包括模糊知识庳、模糊推理机和人机界面等组成。由于模糊理论使用变量来表达专家经验，这样更加符合人们正常的表达习惯，然石将精确推理模糊化，在一定程度上增加了专家系统的容错能力，这样可以适应不确定的问题。在电力系统故障诊断屮，模糊理论主要有两种情况：一种是推理机诊断所依据的信息完全正