礦區(qū)電力系統(tǒng)故障診斷與微機(jī)保護(hù)的Petri網(wǎng)模型的研究.pdf

1、近年來，我國用電量增長速度較快，推動煤炭工業(yè)迅猛發(fā)展。為了降低發(fā)電成本，國家鼓勵建設(shè)坑口電廠，同時，為了環(huán)保，國家也提倡發(fā)展煤矸石發(fā)電，建設(shè)煤矸石熱電廠。
　　因此，大型礦區(qū)的負(fù)荷中心和許多大型煤礦都發(fā)展了煤、電綜合工程，一方面煤礦是重要負(fù)荷，另一方面煤礦又發(fā)電，除自用外還將剩余電能送往電網(wǎng)。這就形成了礦區(qū)電力系統(tǒng)。礦區(qū)電力系統(tǒng)在規(guī)模上和容量上雖不能和電力系統(tǒng)相比，但也是電力系統(tǒng)的重要組成部分。煤礦供配電系統(tǒng)是礦區(qū)電力系統(tǒng)的一個重

2、要組成部分，煤礦作為一級電力負(fù)荷，供電的可靠性要求極高，一般是不能中斷供電的。然而由于自然、人為、設(shè)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(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，運行人員能夠迅速準(zhǔn)確地判斷故障區(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(fù)工作提供可靠的依據(jù)，從而恢復(fù)非故障區(qū)域的正常運行，增強(qiáng)供電的可靠性和連續(xù)性。
　　另一方面，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，各級繼電保護(hù)與自動裝置會產(chǎn)生大量的報警信息，這些報警信息在短

3、時間內(nèi)涌入調(diào)度中心，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過運行人員的處理能力，容易使調(diào)度員誤判、漏判，為了適應(yīng)各種簡單和復(fù)雜事故情況下故障的快速、準(zhǔn)確識別，既要對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行可靠設(shè)計，同時還需要應(yīng)用礦區(qū)電力系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行決策參考。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(luò)、優(yōu)化技術(shù)、Petri網(wǎng)絡(luò)、粗糙集理論、模糊集理論和多代理技術(shù)等。但對礦區(qū)電力系統(tǒng)有關(guān)設(shè)計與分析方法亦不能滿足要求，迫切需要新的系統(tǒng)設(shè)計理論和方法，用于對

4、系統(tǒng)建立模型，進(jìn)行系統(tǒng)特性分析和性能評價，從而更合理地設(shè)計、優(yōu)化和構(gòu)建系統(tǒng)。
　　因此，本文應(yīng)用擴(kuò)展Petri網(wǎng)的行為理論，分別對礦區(qū)電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了建模與行為分析研究，同時拓展了混雜Petri網(wǎng)在煤礦供電系統(tǒng)的微機(jī)綜合保護(hù)設(shè)計中的應(yīng)用。本文的主要工作有以下幾個方面：
　　（1）分析了Petri網(wǎng)及其擴(kuò)展Petri網(wǎng)的演化規(guī)律和動態(tài)行為，討論了電力系統(tǒng)控制與故障診斷系統(tǒng)模型，擴(kuò)展了Petri網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，為礦山電力系統(tǒng)選

5、擇合理的運行方式、接線系統(tǒng)設(shè)計與分析、繼電保護(hù)與自動裝置研制提供了一條新途徑。
　?。?）混雜Petri網(wǎng)是Petri網(wǎng)理論的一個新的研究方向，它把Petri網(wǎng)的研究范圍從離散事件動態(tài)系統(tǒng)（DEDS）拓展到連續(xù)混雜動態(tài)系統(tǒng)（CHDS）。本文詳細(xì)討論了混雜Petri網(wǎng)的定義、性質(zhì)、演化規(guī)律、動態(tài)行為、建模理論與分析技術(shù)等。
　?。?）針對數(shù)字化、智能化礦區(qū)電力系統(tǒng)的新理念，論文針對電網(wǎng)信息隨機(jī)性、不確定性特點，應(yīng)用Bayes-

6、Petri網(wǎng)構(gòu)造電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)模型并給出了BPN的算法。
　?。?）針對礦山電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)中離散和連續(xù)特性比較分明，本文對混雜Petri網(wǎng)進(jìn)行了擴(kuò)展，引用混雜Petri網(wǎng)（HCETPN）模型，并將其應(yīng)用于供配電網(wǎng)電流繼電保護(hù)系統(tǒng)的建模與設(shè)計。同時，研究了基于有限狀態(tài)機(jī)理論Stateflow技術(shù)的電網(wǎng)繼電保護(hù)混雜模型仿真與分析技術(shù)。
　?。?）利用DSP技術(shù)，結(jié)合Petri網(wǎng)建模思想，設(shè)計了基于DSP煤礦電網(wǎng)微機(jī)綜合保