[發明專利]一種基于考慮氣象因素P系統的輸電網故障診斷方法

有效

• 申請號: 202110103575.6
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112926023B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 王濤;陳孝天;黃著;趙斌;閆占新;劉偉;劉力源
• 申請（專利權）人: 西華大學;國網四川省電力公司技能培訓中心
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/04;G01R31/08
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李夢蝶

1.一種基于考慮氣象因素P系統的輸電網故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、采用結線分析法判定輸電網的故障區域，并確定疑似故障元件；

S2、根據輸電網的物理拓撲結構和保護裝置配置信息，為每一個疑似故障元件建立基于考慮氣象生存環境的脈沖神經膜系統的故障元件診斷模型；

S3、根據輸電網保護裝置真實動作信息和故障時序信息，獲取故障元件診斷模型輸入神經元的初始脈沖值；

S4、通過氣象環境數據修正故障元件診斷模型輸入神經元的初始脈沖值；

S5、針對各個進行初始脈沖值修正后的故障元件診斷模型，并行執行矩陣推理算法，計算得到輸出神經元的脈沖值，并根據輸出神經元的脈沖值判定對應疑似故障元件的故障狀態；

所述步驟S2中建立的基于考慮氣象生存環境的脈沖神經膜系統的故障元件診斷模型Π具體為：

Π＝(O,σ₁,...,σ_m,syn,in,out,κ)

其中O＝{a}表示神經脈沖的集合，a表示一個神經脈沖；

σ₁,...,σ_m表示脈沖神經膜系統中的m個神經元，所述神經元包括命題神經元和規則神經元，所述命題神經元對應故障模糊產生式規則中的命題，所述規則神經元對應故障模糊產生式規則，所述命題神經元和規則神經元統一表示為其中：

θ_i為[0,1]上的實數，表示神經元σ_i內部脈沖值的大??；

c_i為[0,1]上的實數，表示神經元σ_i的模糊真值；當σ_i為命題神經元時，其模糊真值c_i＝0；當σ_i為規則神經元時，其模糊真值c_i等于該神經元對應故障模糊產生式規則的確定性因子；

表示神經元σ_i的輸出權重向量，其中ω_ij為(0,1]上的實數，表示第i個神經元的第j條突觸的權重值，j＝1,...,N_i，N_i為自然數，表示從神經元σ_i引出的突觸總數；

λ_i為(0,1]上的實數，表示神經元σ_i的點火閾值；

r_i表示神經元σ_i的點火規則，其形式為E/a^θ→a^β，其點火條件為E＝{aⁿ,θ≥λ_i}，表示當且僅當神經元σ_i接收到至少n個脈沖且該神經元內部脈沖值θ滿足θ≥λ_i時，才能夠執行此點火規則來更新σ_i內部的脈沖值，此時σ_i將消耗一個位勢值為θ的脈沖a^θ，產生并向其突觸后神經元傳遞一個位勢值為β的新脈沖a^β；否則該點火規則不能執行，其中θ和β都是[0,1]上的實數；

表示神經元之間的有向突觸連接關系；

分別表示脈沖神經膜系統的輸入和輸出神經元集合；一個輸入神經元對應疑似故障元件的保護裝置，即保護繼電器和斷路器，其脈沖值為采用時序信息修正后的保護裝置動作信息，即時序信息與對應保護裝置動作可信度或未動作可信度的融合結果；一個輸出神經元對應一個疑似故障元件，其脈沖值表示此元件的故障置信度；

κ＝(γ,ξ,f,ρ)表示輸入神經元的氣象生存環境，其中γ為[0,1]上的實數，表示輸電線路考慮氣象因素下的故障風險值；ξ為(0,1)上的實數，表示所述故障風險值在故障元件診斷模型輸入參數中所占的權重；f表示輸入神經元氣象生存環境消亡規則的點火閾值；ρ表示輸入神經元氣象生存環境的消亡規則，其點火條件為E＝{γf}，表示當且僅當氣象生存環境κ所接收到目標輸電線路的故障風險值滿足γf時，才能夠執行此消亡規則來消除氣象因素對輸電線路運行的影響，即在后續輸電網故障診斷過程中將不考慮氣象因素對輸電線路故障的影響；否則不能執行此消亡規則，即在后續故障診斷過程中將考慮氣象因素對輸電線路故障的影響，此時故障風險值將作為故障元件診斷模型的輸入參數之一；

所述步驟S4包括以下分步驟：

S41、通過氣象站獲得故障區域的實時氣象數據，得到故障時刻對應氣象因素的故障率；

S42、根據氣象因素的故障率構建氣象因素的灰色模糊矩陣

S43、構建氣象因素的權重矩陣

S44、根據氣象因素的灰色模糊矩陣和權重矩陣計算氣象因素的灰色模糊綜合評判矩陣并根據隸屬度最大原則和灰度最小原則，得到輸電線路的故障風險等級：

S45、根據輸電線路的故障風險等級得到氣象因素的對應故障風險值；

S46、基于故障風險值，通過氣象環境數據修正故障元件診斷模型輸入神經元的初始脈沖值。