基于繼電保護狀態(tài)分析的電網(wǎng)故障診斷

曹政 程冀川 尹相國 馬磊

摘 要： 針對基于邏輯關系的電網(wǎng)故障診斷方法診斷結(jié)果不可靠的缺點，提出基于繼電保護狀態(tài)分析的電網(wǎng)故障診斷方法。設計電網(wǎng)故障診斷模型，提出三種基于繼電保護狀態(tài)分析的診斷策略，包括電網(wǎng)狀態(tài)診斷、保護行為診斷和斷路行為診斷，以此為依據(jù)構(gòu)建模型的故障假說，獲取疑似故障數(shù)據(jù)。將疑似故障數(shù)據(jù)輸入關聯(lián)樹進行迭代，以迭代結(jié)果作為所提方法的最終診斷結(jié)果。實驗表明所提方法的診斷具有優(yōu)異的可靠性和靈敏性。

關鍵詞： 繼電保護狀態(tài)分析； 電網(wǎng)故障診斷； 模型； 關聯(lián)樹； 診斷策略； 靈敏性

中圖分類號： TN915.02?34； TM77 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）13?0147?04

Abstract： The power grid fault diagnosis method based on logical relationship has the defect of unreliable diagnosis result. Therefore， the power grid fault diagnosis method based on analysis of relay protection state is proposed， the power grid fault diagnosis model is designed， and three diagnosis strategies （power grid state diagnosis， protection behavior diagnosis and turn?off behavior diagnosis） based on relay protection status analysis are presented. On these basis， the fault hypothesis of the model is constructed to get the suspected fault data. The suspected fault data is input into the relevance tree for iteration， whose result is deemed as the final diagnosis result of the proposed method. The experimental results show that the proposed method has high diagnosis reliability and sensitivity.

Keywords： relay protection state analysis； power grid fault diagnosis； model； relevance tree； diagnosis strategy； sensitivity

0 引 言

電網(wǎng)在人們生活與工作中越來越重要，維護電網(wǎng)安全、高效、可靠地運轉(zhuǎn)是電網(wǎng)基礎建設的關鍵點。在科技發(fā)展下，用電設備不斷增多，各省市間經(jīng)濟、政策的溝通不斷加強，我國年用電量屢創(chuàng)新高，電網(wǎng)故障帶來的經(jīng)濟損失越來越大。電網(wǎng)故障具有隨機性和不可避免性，造成的危害影響廣泛，靈敏并可靠地診斷電網(wǎng)故障可以確保電網(wǎng)故障能夠在規(guī)定時限內(nèi)得以解決，是電網(wǎng)正常運轉(zhuǎn)的最基本需求。

電網(wǎng)故障診斷的分析時間點是電網(wǎng)產(chǎn)生故障之后，常運用智能決策系統(tǒng)、設備識別系統(tǒng)幫助電網(wǎng)管理員對故障線路進行保護，實現(xiàn)分析或重建故障情景。文獻[1]按照繼電器行為推理及分析策略，提出一種基于用電設備?斷路器邏輯關系的電網(wǎng)故障診斷方法，具有診斷效率高的優(yōu)點。但是由于復雜電網(wǎng)中的故障分布規(guī)律難以確定，方法的邏輯關系被打破，經(jīng)常出現(xiàn)誤報、漏報，造成故障診斷結(jié)果不可靠[2]。由此能夠看出，電網(wǎng)故障診斷不能缺少對故障數(shù)量以及類型的累積分析。因此，提出基于繼電保護狀態(tài)分析的電網(wǎng)故障診斷方法。

1 繼電保護狀態(tài)分析的電網(wǎng)故障診斷

1.1 電網(wǎng)故障診斷模型

當電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，斷電設備運轉(zhuǎn)行為出現(xiàn)變化，利用互聯(lián)網(wǎng)遠程上傳斷電區(qū)域，故障診斷區(qū)域主要集中在斷電區(qū)域[3]，可假設斷電區(qū)域周邊電網(wǎng)的斷路元件運轉(zhuǎn)行為具有一致性。

繼電保護狀態(tài)分析采用完全動態(tài)分析手段評價電網(wǎng)保護設備運行數(shù)據(jù)，將所取得的邏輯動態(tài)變量輸入電網(wǎng)故障診斷模型，得到模型表達式：

一般認為，凡是能夠進行連續(xù)診斷的方法都具有靈敏性，因此靈敏性只分為極優(yōu)和普通兩個標準。

2.3 結(jié)果分析

實驗對電網(wǎng)故障診斷方法診斷結(jié)果的數(shù)據(jù)提取采用暫態(tài)數(shù)據(jù)獲取手段，分A組和B組進行小型電網(wǎng)和復雜電網(wǎng)的故障診斷，每0.2 s采集一次診斷數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行匯總評估。從實驗情況來看，基于繼電保護狀態(tài)分析的電網(wǎng)故障診斷方法很少存在電網(wǎng)保護設備和斷路元件拒動或誤動的情況，評估結(jié)果如表2所示。其他兩種方法的靈敏性和可靠性較差，不能保證用電安全。

3 結(jié) 語

本文提出基于繼電保護狀態(tài)分析的電網(wǎng)故障診斷方法，繼電保護狀態(tài)分析是指以電網(wǎng)保護設備運轉(zhuǎn)情況為依據(jù)，進行電網(wǎng)數(shù)據(jù)的監(jiān)控、保護和分析，以分析結(jié)果為邏輯關系的動態(tài)變量來診斷電網(wǎng)故障。實驗結(jié)果表明，繼電保護狀態(tài)分析在電網(wǎng)故障診斷中具備優(yōu)秀的靈敏性和可靠性，可大大加強用電安全。

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