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《西安科技大学》 2009年
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接地网腐蚀故障诊断算法与可测性研究及其应用

王建新  
【摘要】: 为了更好地开展接地网腐蚀故障诊断工作,确保人身、设备、电力系统和生产安全,本文开展了下列工作: 建立了接地网支路电阻变化量与可及节点间电压变化量之间的非线性关系的增广故障诊断方程,并提出了一种采用迭代的方法逐步用线性方程来逼近非线性方程的迭代最小二乘接地网故障诊断算法。提出了一种基于禁忌搜索的接地网故障诊断算法,以可及节点间量测电压与估计电压偏差的平方和最小为适值函数,以支路电阻为解向量,分别以某个步长增加和减少支路电阻的策略进行邻域搜索。 提出了一种基于蒙特卡罗模拟的接地网故障诊断算法比较和评价方法:在充分测试方案下,通过随机改变各支路电阻值和迭代初值的方式生成检验样本,以各支路电阻的相对累积误差均值和其标准差为评价指标,对迭代最小二乘算法、禁忌搜索法、单纯形禁忌搜索混合法、线性最小二乘法和非线性最小二乘法这几种接地网故障诊断算法的性能进行了比较和评价。 提出了一种基于蒙特卡罗模拟的接地网故障诊断可测性分析方法:在合理范围内随机设置接地网各条支路的电阻生成样本,按照给定测试方案采用节点电压法计算得到测试数据并进行故障诊断,根据对各个样本诊断误差的统计分析,将相对误差和标准差小于给定阈值的支路被判定为明晰支路,其余支路被判定为不确定支路。在此基础上,提出一种采用最小生成树算法对明晰支路与不确定支路进行自动判别,并引入了补充明确顶点、支路二次分类、相近样本调整和理想样本自动生成等措施的改进方法,提高了判别正确率并减少了判别处理时间。提出了一种基于蒙特卡罗方法的干扰可测性分析方法,以反映量测误差对诊断结果的影响。将接地网故障诊断的可测性可分为结构可测性、测试可测性和干扰可测性3类,并定义了反映支路的不确定程度的指标。 针对新建接地网,提出了一种基于遗传算法的监测极优化布置方案生成方法,能够以最少的监测极使接地网的所有支路都明晰,所提出的初始种群生成方法、交叉和变异方法能够避免不可行解,从而提高优化效率。建议了“抗干扰性最强原则”和“M+Y-X健壮性原则”对监测极布置方案的进一步优选。还探讨了在接地网撕裂诊断条件下的监测极布置方案优化问题。将上述成果应用到已建成接地网的测试中,提出了一种补充可及节点追加测试法,用以确定通过少量的开挖增加可及节点数量以使尽可能多的支路明晰的开挖方案。 算例分析结果表明,所提出的方法是可行的和有效的。
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