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计及信息多源化条件下的电力系统故障诊断模型与体系的研究

肖艳梅  
【摘要】:准确快速的故障诊断是提高电力系统安全可靠性、减少停电事故带来损失的重要组成部分。随着电力系统规模的扩大、结构的复杂化、非线性化,系统发生事故的可能性、复杂性大大增加。与此同时,大量的电子监控设备的应用,广域监测系统(WAMS)、数据采集监控系统(SCADA)和继电保护及故障信息系统也在电网得到了广泛应用,为故障诊断提供了更多的信息源。在这样的背景下,研发快速准确且具备高容错性能的电力系统故障诊断方法具有重大研究价值和现实意义。综合以上实际,本文从变电站、集中控制中心、调度中心几个对象总结电力系统故障诊断体系的应用研究。提出并设计了计及电气信息及电气信息突变量时序规约的故障诊断模型;应用电气突变量信息时序量指标进行电气评估,改进了现有的停电区域分析方法。在诊断模型中引入了综合电气量指标,使故障诊断模型能更加精准,能更有效地分析存在多级误动、拒动的复杂停电事故。举例分析现今智能电网对故障诊断的要求及挑战,提出基于大数据的故障诊断体系。本文主要研究及取得的成果如下:(1)对电力系统故障诊断的体系结构进行研究,分析在面对不同信息源、不同运行职能的对象时故障诊断系统的区别。并对基于变电站集中控制中心的电力系统智能警报处理、故障诊断运用体系的开发与应用进行介绍分析。(2)将电气量信息中的电流突变事件时序量规约融入到搜索故障停电区域分析中,使故障停电区域分析不再依赖于开关的动作及大范围的拓扑搜索,更加准确迅速。(3)提出综合运用PMU电气量信息判据的电力系统故障诊断模型。运用电气量信息,提出了故障电流的变动率判据,计及时序先后的电流突变类型判据,流入母线电流和的电气量判据,基于电流相量变化的判据,并进行0-1模型量化,在此基础上修改扩充了目标函数,改进了计及断路器误动、拒动的优化诊断模型,并提出了融合新的电气量信息判据、电气量突变时序逻辑、开关量信息的逻辑配置网络。(4)运用PSCAD仿真串联电抗器元件的接入对继电保护的影响举例,并总结交直流混合电网、同杆双回线路等智能电网下对故障诊断提出的要求与挑战。提出基于Hadoop的故障诊断云计算平台架构,对半结构化、非结构化数据进行预处理,并提出将电气量信息进行多尺度化分析的小波熵与炀的概念运用到故障信息中,用于故障知识建模。


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