基于Petri網(wǎng)的變電站智能故障診斷的研究.pdf

1、變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是連接發(fā)電廠與用戶之間的樞紐點，起到變換和分配電能的作用。因此變電站運行的可靠性和安全性直接影響到整個電網(wǎng)的安全運行。近年來，變電站隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展朝著大容量、超容量、遠距離方向發(fā)展，其結(jié)構(gòu)越來越復雜。然而由于自然、人為、設備等多種因素的影響，故障的出現(xiàn)又是不可必免的。這就要求當變電站發(fā)生故障時，操作人員能夠迅速準確地定位故障區(qū)域、識別真正的故障元件，以便將其隔離并給予后續(xù)的故障恢復工作提供可靠的依據(jù)，

2、從而恢復非故障區(qū)域的正常運行，增強供電的可靠性和連續(xù)性。另一方面，變電站綜合自動化水平在不斷提高，越來越多的繼電保護與自動裝置應用到變電站變配電系統(tǒng)中。當變電站發(fā)生故障時，各級繼電保護與自動裝置會產(chǎn)生大量的報警信息，諸如故障錄波器動作、保護裝置報警、保護動作、斷路器跳閘等等。這些信號在變電站發(fā)生故障的瞬間將會不加選擇地涌入控制中心，特別是同時出現(xiàn)多重故障并伴隨有保護和斷路器的拒動、誤動作時，故障診斷問題就會變得異常復雜。在這種情況下，要

3、求調(diào)度運行人員在很短的時間內(nèi)迅速準確地判斷故障實際上是相當困難的，容易出現(xiàn)誤判斷、誤處理，使事故進一步擴大、故障恢復時間進一步加長，從而會導致更為嚴重的停電事故。因此研究變電站智能化故障診斷具有重要的理論和實踐意義。國內(nèi)外提出了許多電力系統(tǒng)故障診斷的技術(shù)和方法，主要有專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、優(yōu)化技術(shù)、Petri網(wǎng)絡、粗糙集理論、模糊集理論等。但是這些方法在變電站故障診斷中都有其局限性，迫切需要新的系統(tǒng)設計理論和方法，用于建立故障診斷模型

4、，進行系統(tǒng)特性分析和性能評價，從而更合理地設計、優(yōu)化和構(gòu)建變電站故障診斷模型。因此，本文應用擴展Petri網(wǎng)的行為理論，對變電站故障診斷系統(tǒng)進行了建模與行為分析研究，并開發(fā)了變電站故障監(jiān)控系統(tǒng)軟件。本文的主要工作有以下幾個方面： (1)回顧了國內(nèi)外故障診斷理論的主要成果，并分析其優(yōu)缺點。 (2)分析變電站中設備元件的常見故障及其故障原因，并介紹一種有效的故障診斷模式。 (3)Petri網(wǎng)是一種有效的建模工具，廣泛

5、應用在計算機科學、工業(yè)控制等領域，在電力系統(tǒng)方面的應用也正在興起。本文在闡述其概念時，力爭從電力系統(tǒng)應用角度出發(fā)，詳細介紹各種Petri網(wǎng)的概念及性質(zhì)，并提出HCETPN模型。 (4)Petri網(wǎng)和貝葉斯網(wǎng)絡作為建模分析工具，在各個領域已經(jīng)有了很多研究與應用，但各自都有局限性。本文將Petri網(wǎng)和貝葉斯理論結(jié)合提出Bayers—Petri網(wǎng)(BPN)，互補缺點，突出優(yōu)勢，然后提出了一種基于BPN的故障診斷算法，然后將其應用于變電