[發明專利]一種分布式在線電網故障診斷系統及其方法

有效

• 申請號: 201410525256.4
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104375020A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 胡鶴軒;蔣宇;張曄;胡震云;仇文慧;鄭月琴;龔雪嬌;黃世平;李豪華;盛逸飛
• 申請（專利權）人: 河海大學;西藏大學農牧學院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明屬于電網技術領域，涉及一種電網故障的診斷系統及其方法，特別是涉及一種分布式在線電網故障診斷系統及其方法。?

背景技術

現代電力系統發生大面積停電后，如何盡快采取措施隔離系統故障、恢復送電是一個與國家的經濟、政治以及安全密切相關的重要問題。而電網系統隔離故障和恢復送電的前提，是要能分析、診斷出電網故障的準確位置和類型。?

目前電網故障診斷系統的技術開發主要有基于專家系統(ES)、人工神經網絡、優化算法、Petri網絡的故障診斷方法。其中專利“一種電網故障診斷裝置及方法”(申請號：200810011328.8)，公開的方法是采用改進的廣義粗糙約簡算法，實現電網故障的診斷。另外，相關技術文獻包括：《故障診斷專家系統在電力系統中的運用》、《電力系統故障診斷神經網絡專家系統的一種實現方式》和《基于Petri網絡計及警報信息時間特性故障診斷模型》。?

上述現有技術的不足主要表現為：?

(1)故障假設集合不完備。由于電網及其包含設備數量的龐大，造成可能的故障假設數量巨大，目前尚沒有成熟的方法能夠生成完整的故障假設集合用于故障診斷，這就導致故障診斷系統的效能低下。?

(2)現有的技術仍然依賴于事先建立的規則庫。例如基于專家系統和神經網絡理論的一些技術和專利，這些技術和專利的缺陷在于一旦電網出現規則庫之外的故障情況，整個故障診斷系統就會束手無策，缺少基于邏輯推導，自主針對新情況進行故障診斷的能力。?

(3)不適用于正在變革的電網監測和控制模式。我國電網企業當下正在進行的“三集五大”改革，使得對電網的監測和控制模式變革為新型的“大集中”模式，必然導致針對傳統電網模式的故障診斷技術不再適用。?

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足之處，提出一種分布式在線電網故障診斷系統及其方法，它采用改進后基于離散事件的故障診斷算法，實時生成與現狀吻合的局部電網模型和故障診斷器，解決了大電網故障診斷的通信可靠性問題、故障診斷過程的快速性問題和故障假設的全覆蓋問題。尤其是能夠處理常規方法難以解決的由于信息缺失造成的無法診斷或診斷不準確的問題，克服了現有技術的故障假設集合不完備、依賴于事先建立的規則庫、不能適應于當前電網監測和控制模式的缺陷。?

本發明為解決其技術問題采用如下技術方案：?

一種分布式在線電網故障診斷系統，由1個主站級的管理系統和現場級的N個變電站系統組成，其特征是：所述的主站級的管理系統包括調度臺和遠動機房；所述的調度臺含有電網故障監視工作站和EMS系統監視工作站；所述的遠動機房設有通過IEC61968、IEC61970協議進行通訊的SCADA/EMS服務器、調度前置機和繼電保護及故障信息采集服務器；所述的現場級的每個變電站系統含有通過IEC61968、IEC61970協議進行通訊的變電站總控單元、電網故障診斷服務器和現場工作站；所述的現場級的變電站系統與上位的主站級的管理系統之間采用標準104/101規約或TCP/IP通訊方式。?

變電站系統與主站級管理系統進行通訊，通過SCADA/EMS服務器和繼電保護及故障信息采集服務器，分別取得實時的電氣接線拓撲結構用于生成故障診斷器，以及相鄰變電站保護動作信息及相關故障信息用于診斷信息的補充及診斷結果的校驗；并將故障診斷結果上傳至電網故障監視工作站用于顯示。?

本發明技術方案所采用的方法，包括如下步驟：?

(1)現場級診斷系統從SCADA/EMS服務器下載各自所屬變電站及相鄰區域的電網接線的拓撲結構圖，再根據繼電保護配置、定值數據庫，生成各自的局部電網模型(有限自動機)和故障診斷器(有限自動機)；?

(2)各個變電站的現場級電網故障診斷系統，檢測到由變電站總控單元上傳的故障信息后啟動在線故障診斷過程。故障信息指：保護動作信號、斷路器變位信號、過電流信號、電流突變信號、過電壓信號、低電壓信號、電壓突變信號等能反映電網故障的電氣特征量；?

(3)根據變電站總控單元上傳的故障信息，以及從繼電保護及故障信息采集服務器下載的相關故障的補充信息，現場級診斷系統進行在線故障診斷，并對診斷結果進行校驗；?

(4)將現場級的電網故障診斷結果上傳到上位的管理系統，經合成得出電網級的在線電網故障診斷結果。?