配电系统发展状况评估及故障诊断研究

配电系统作为社会发展和国民经济的重要基础,其发展和改造受到广泛地关注。随着能源危机和环境问题的加剧,近年来配电系统逐渐趋向智能化、信息化、多源化,其发展也面临着新的挑战和机遇。一方面,考虑到当前配电系统发展存在区域不均衡的问题,综合评估配电系统的发展状况,并以此建设和改造配电系统,是确保配电网安全稳定运行的一个重要环节。而另一方面,考虑到分布式发电技术和通信技术对配电系统的影响,发展新的故障诊断方法,辅助调度人员快速处理配电系统故障,是确保系统安全稳定运行的另一个重要环节。在上述背景下,本文对相关课题进行了初步的探讨和研究,主要完成了一下几个方面的工作:(1)概述了配电系统综合评估与故障诊断的国内外研究现状。首先,对现有的配电系统评估的指标体系和综合评估方法进行了梳理和介绍;之后,对现有的故障诊断方法进行了系统地分类分析,提出了现存配电系统故障诊断方法的问题和不足;最后,结合电力通信系统和电力系统两者的关系,比较现有电力通信网故障诊断方法的方法特点。(2)针对配电系统区域发展不均衡的问题,提出了 一种综合评估配电系统发展与投资状况的新方法。首先,建立了面向对象的配电系统投资与发展状况评估指标体系;然后,采用组合权重法和自适应变权重机制确定指标体系的权重;其中,组合权重法将指标权重分解为排序权重和分类权重,以分别反映评估指标的不同属性和不同评估对象之间指标样本值的整体差异对评估结果的影响程度。之后,采用自适应变权重机制对存在指标值严重偏离正常范围的评估对象进行权重修正。最后,采用某省5个县域配电系统为例进行测试,并借助雷达图寻找建设的薄弱环节。(3)考虑配电系统发展受分布式电源的影响,提出了一种多代理框架下主动配电系统的故障诊断方法,包括多代理系统的基础架构设计、通用代理模型构建以及基于多代理系统的故障诊断策略制定。在所提出的多代理系统框架下,在各个母线/节点配置了以故障诊断解析模型为基础的母线代理,并引入关联因子来反映各代理间的耦合关系,对信息缺失和信息畸变对故障诊断正确性的影响区别分析,在此基础上重点研究了利用代理间通信和协商机制实现故障诊断的策略。最后,以32节点测试系统为例,表明了所提方法可以在相当程度上容纳警报信息缺失和畸变,并能够对保护和断路器的动作特性进行评价。(4)考虑配电系统发展趋于信息化的特征,发展了 一种基于解析模型的智能变电站电力通信网故障诊断方法。首先,以现有的通信网络间信息的流通模型为基础,完善了报文链路的传输路径搜索算法;其次,构造计及虚实回路的故障假说,并利用报文信息的差异度建立故障诊断解析模型;之后,采用优化算法求解所构建的解析模型,获得最有可能的故障节点或者故障节点集;最后,以一个典型11OkV变电站的过程层网络为例,该模型能够在简单单一故障和复杂双重故障场景下均能得到有效、准确的诊断结果。最后对本章论中的初步研究进行了总结,并指出了该领域有待进一步深入研究的方向。