人工智能在电力系统故障诊断中的应用

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1、人工智能在电力系统故障诊断中的应用人工智能在电力系统故障诊断中的应用人工智能在电力系统故障诊断中的应用人工智能在电力系统故障诊断中的应用人工智能在电力系统故障诊断中的应用人工智能在电力系统故障诊断中的应用人工智能在电力系统故障诊断中的应用人工智能在电力系统故障诊断中的应用人工智能在电力系统故障诊断中的应用　　随着电网的不断发展和电力走向市场,人们对电网的安全运行和供电可靠性的要求越来越高。电力系统发生故障时，要求调度人员迅速准确的判别故障元件与故障性质，及时处理故障，恢复电力系统的正常运行。输配电系统是电力系统中发电厂与电力用户之间输送电能与分配电能的中间

2、环节，包括各电压等级的输配电线路和变电所。它的故障是不可避免的，而电力系统规模的不断扩大和各种监控设备的应用使得输配电网络故障诊断显得尤为重要。因为其可靠性指标是影响整个电力系统可靠性的重要因素，其可靠性的改善将给整个电力系统的安全、可靠性和经济运行带来巨大的效益。所以研究工作者一直致力于发展先进、准确、高效的自动故障诊断系统.　　输配电网络故障诊断主要是对各级各类保护装置产生的报警信息、断路器的状态变化信息以及电压电流等电气量测量的特征进行分析,根据保护动作的逻辑和运行人员的经验来推断可能的故障位置和故障类型。由于这一过程很难用传统的数学方法描述,而人工

3、智能技术则由于其善于模拟人类处理问题的过程,容易计及人的经验以及具有一定的学习能力等特点在这一领域得到了广泛的应用。通过对网络缺陷判断的认知过程的分析，应用综合知识诊断、模糊理论和神经网络等人工智能技术的最新成果，开发出一套综合自动逻辑分析判断系统，可对缺陷进行了分析并提供监督处理意见，使检修人员对问题的认识更具全面性、有效性和针对性。本文简要介绍了相关的人工智能技术,如专家系统(ES)、人工神经网络(ANN)、模糊理论(FZ)、遗传算法(GA)等的基本概念,并在此基础上按单一智能方法、综合智能方法的应用，分别对文献中提出的相应的输配电网络故障诊断方法进行

4、述评,分析他们在输配电网络故障诊断中应用的特点以及存在的主要问题，以促进该研究领域的进一步发展。　　1单一智能方法　　1.1专家系统　　专家系统是人工智能应用研究最活跃和最广泛的课题之一,它是一个智能计算机程序系统,其内部具有大量专家水平的某个领域知识与经验,应用人工智能技术,根据某个领域一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以解决那些需要专家决定的复杂问题[1]。按其所求解问题的性质，可把它分为几种类型，其中的诊断专家系统的任务就是根据观察到的情况(数据)来推断出某个对象机能失常(即故障)的原因。　　专家系统在输电网络

5、故障诊断中的典型应用是基于产生式规则的系统,即把保护、断路器的动作逻辑以及运行人员的诊断经验用规则表示出来,形成故障诊断专家系统的知识库,进而根据报警信息对知识库进行推理,获得故障诊断的结论。基于产生式规则的故障诊断专家系统得以广泛应用主要是由故障诊断和基于产生式规则的专家系统的特点所决定的。输电网络中保护的动作逻辑一级保护与断路器之间的关系易于用直观的、模块化的规则表示出来;基于产生式规则的专家系统允许增加、删除或修改一些规则,以确保诊断系统的实时性和有效性;能够在一定程度上解决不确定性问题;能够给出符合人类语言习惯的结论并具有相应的解释能力等。此外,框

6、架法专家系统善于表达具有分类结构的知识,能够比较清楚的表达事物之间的相关性,可以简化继承性知识的表述和存储,在输电网络报警信息处理和故障诊断中也有少量应用。　　文献[2]提出了一种知识获取的多层流式的功能模型,可以自动获取变电站的拓扑结构和保护配置等方面的知识,用于产生变电站停电后的恢复方案，原理上有创新。文献[3]介绍了一个基于专家系统和多媒体技术开发的配电变压器测试与诊断解释系统，主要用作培训工具，以保留和传播专家的经验与知识。文献[4]采用面向对象技术开发了用于保护系统设计的专家系统，着重考虑了保护系统设计与电力网络本身设计的协调，以确保保护系统是电

7、力系统运行中的一个继承的和有效的部分。以输电线路距离保护的设计为例，揭示了该专家系统的功能。文献[5]描述了意大利电力公司正在开发的用于大停电后协助运行人员进行系统恢复的专家系统的主要目标与软件结构。着重介绍了在系统部分挺点时，如何决定最适当的输电通道将电力输送到停运的火电厂的机组，以恢复其运行，同时保证系统运行在安全状态。文献[6]介绍了一个用于配电变电站恢复控制的专家系统，作为变电站自动化的一个组成部分。目前只考虑了韩国常见的双母线、双断路器接线方式的变电站。文献[7]描述了为葡萄牙输电控制中心研制的智能警报处理和系统恢复辅助专家系统的解释机制的开发，

8、增加解释机制后明显改善了专家系统的行为。作者开发这一专家系统用了七