随着计算机技术和通信技术的不断飞速发展,微机保护、数字式保护和故障录波装置等智能电子器件在电力系统中的应用已经越来越普遍。我国的电力行业正处于一个高速发展的阶段,由于电网受端负荷的持续性增长,区域电网的互联,加之市场化改革的推进、数字经济的发展、环境监管要求日趋严格,电网结构的日趋复杂,电力系统运行稳定的不确定性因素增多,电网发生故障从而引发大规模停电的风险升高,为电网故障诊断的准确性、实时性等方面提出了新的挑战。
电网发生故障时,准确、实时的诊断出故障元件可以减少电能中断的时间以及增强供电的可靠性,这对电网的稳定运行意义重大。目前,电网的各种信息系统为故障信息的获取提供了充分的技术条件,电网发生故障时,故障信息的获取变得更加便捷。但是当电网发生故障时,大量的报警和故障信息在短时间内涌入调度中心,大大超过了电网调度人员的处理能力,在发生复杂故障时,电网的故障诊断更加困难。
以往的电网故障诊断方法大多基于开关量信息,即保护和断路器的动作信息。然而,电网发生故障时,由于保护和断路器存在误动、拒动以及信道干扰发生信息丢失等诸多不确定性因素,单一基于开关量信息的电网故障诊断很难得到精确的诊断结果。电网发生故障时,电流、电压等电气量信息首先发生变化,同时,电气量信息能够更好的反映电网的一些物理、数学上的特性,其在准确性,完备性和容错性等方面有开关量信息无法比拟的优势。所以,将电气量信息引入电网的故障诊断,对电气量和开关量进行多数据源的信息融合,进行综合故障诊断,有助于提高诊断结果的精确性。
目前,我国正在大力开展综合调度数据平台和电网故障信息系统的建设,在此基础上,保护、断路器等开关量信息以及来自于SCADA、WAMS系统的多源故障信息可以从综合调度数据平台中直接提取。充分合理的利用多源、异构的故障信息,是电网故障诊断未来的发展趋势。
本文研究了多数据源故障信息在电网故障诊断中的应用。本文首先介绍了课题的研究背景以及国内外的发展现状和趋势;其次,提出了多数据源信息融合的电网故障诊断框架体系;进而介绍了目前电网故障诊断的各种故障信息源;接下来本文对基于开关量信息的电网故障诊断进行分析,提出面向元件的时间标记Petri网的电网故障诊断方法和基于改进模糊petri网的电网故障诊断方法;同时,本文将电气量分析引入电网故障诊断,采用小波变换分析故障信息进行电网故障诊断;在上述方法的基础上,本文提出多数据源故障诊断的信息融合模型和诊断决策模型;最后,基于Matlab与PSCAD仿真分析软件,通过综合算例仿真分析来验证本文所提出方法的有效性。
