電力系統故障診斷的研究現狀與發展趨勢

王煥明

摘要： 隨著人們生活水平的提高，電力系統的規模也在不斷擴大，保證電力系統運行安全穩定也越來越重要，因此電力系統故障診斷研究成為社會的熱點問題。本文將針對電力系統故障診斷的研究現狀與發展趨勢做出分析。

Abstract： With the improvement of people's living standards， the scale of the power system is constantly expanding， and it is more and more important to ensure the safe and stable operation of the power system， therefore， study of power system fault diagnosis has become a hot issue of society. This paper analyzes the research status and development trend of power system fault diagnosis.

關鍵詞： 安全穩定；供電需求；結構復雜

Key words： security and stability；power supply needs；complex structure

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0056-02

0 引言

經濟的發展，供電需求不斷增加，使電力系統的規模越來越大，系統結構越加復雜。電力系統在不斷的智能化中，保證電力系統運行安全穩定是最關鍵的，因此需要重視對電力系統故障的診斷。利用與電力系統有關的保護裝置知識和繼電保護的一些信息，來對故障的位置、類型等進行診斷，故障中的元件是對其進行診斷的關鍵要點。電力系統的大規模和復雜的結構，如果在短時間中大量的報警信息出現，超出了運行人員處理的能力，就會容易造成錯誤和遺漏判斷，無法及時準確地對故障進行處理，容易造成事故的發生。因為電力系統故障沒及時處理解決，在全國各地都造成了重大的停電事故，所以電力系統故障診斷在全球都引起了廣泛的關注，是保障電力系統安全運行的重要因素。需要建立能夠對故障進行快速、正確的診斷系統，對故障進行及時的解決，能夠增大電力系統運行的安全和穩定性。至今，中國沒有發生大面積的停電事故，這也不能說明我國的電網安全運行的方面水平很高。隨著電力的需求越來越大，大機組、大電網和高壓遠距離輸電的一些技術已經是電力系統中的主導；利用區域電力系統連網的建設對電力資源的合理利用進行了規劃，但這些都將電力系統和電力生產的運行中風險增加了。電力系統故障診斷對電力系統安全運行、發生故障時快速反應、對事故進行處理，及時恢復供電這些都具有很重要的意義。本文將針對電力系統故障診斷的研究現狀與發展趨勢做出分析。

1 電力系統故障診斷研究

國外一些國家很早就對電力系統故障診斷進行研究。二十世紀八十年代美國就已經開始對火電站的機械設備的故障進行診斷工作，之后美國對電力系統方面的研究就漸漸開始了。在經過了十多年的努力研究就中，在發電站故障診斷和性能檢測方面取得了很多全球領先的技術和成果。

國內對電力系統故障診斷研究工作是比較晚的。比起國外的一些國家晚了大概二、三十年的時間。國內對于電力系統故障診斷的研究是在國外對電力系統故障診斷的研究成果基礎之上進行的。可以將國內的對電力系統故障診斷研究分為兩個階段：①電力系統故障診斷研究的前十年中，是國內研究的一個起步階段，研究的重點都是對國外研究出來的診斷技術和理論知識進行認識了解，在那十年中的研究工作就是加快傅里葉變換、分析譜、處理信號等這些技術，其主要目的就是對設備運行的狀態進行監測。②在二十世紀九十年代的研究期間，是一個深入發展的階段。那一階段正值國內工業建設的大規模發展，在現代化管理技術在不斷的深入時，也將國內電力系統故障診斷技術也大大地推進了。在這一時期的研究中，對分類故障、識別模式、專家系統智能化和計算等，以及全方位的電力設備故障進行了研究，也漸漸地從國外的研究成果中解脫出來。根據當時國內電力系統的特點研究形成了有針對性的故障診斷理論和技術。如今全世界對電力系統故障診斷的研究中，都是對以下的幾個方法進行研究：①專家系統診斷方法；②人工神經網絡診斷方法；③優化技術診斷方法；④Petri網絡診斷方法；⑤粗糙集理論診斷方法；⑥模糊集理論診斷方法；⑦多代理系統診斷方法。

方法①確保故障診斷系統的實時和有效性，與此同時給出的結論符合人類語言的習慣，適合使用在中小型的電力系統故障診斷，滿足不了大規模電力系統故障診斷的需求。方法②魯棒性好，學習和容錯能力強，可以有效避免專家系統診斷方法中知識庫結構的難題。但是同樣也滿足不了大規模電力系統故障診斷的需求。方法③利用數學模型求解的方法，將電力系統故障進行規劃，構造出數學模型，利用優化技術找出故障。其診斷模型論理是非常嚴密的，不需要要引入啟發式的知識，利用常規的算法即可。其適合利用與信息完整的電力系統故障診斷，但是其診斷需要迭代，速度較慢。方法④主要是解決因為網絡中事件序列和信息流不正常時候的故障診斷，可以對在同一時間發生或者循環發生的故障，進行定性和定量分析，其適合利用在變電站的故障診斷中。方法⑤是對不完整和不確定性的問題進行處理的新型數學工具，適合用在中小型的電力系統故障診斷。出現太多問題時，會出現很多的決策表，診斷結果可能會受到影響。方法⑥可以對電力系統故障中的不確定信息進行處理，需要結合其他診斷方法一起診斷。如果診斷系統的結構發生了改變，這個時候模糊知識庫和模糊度的規則都是需做出修改，其維護性能是比較差的。方法⑦是一個將人工智能分布實驗的平臺。是目前解決大規模電力系統故障診斷問題的重點發展。但目前其知識、行為、協調和協作都是需要我們深入去解決的核心問題。endprint

2 電力系統故障診斷發展

電力系統故障診斷研究的主要目的就是保證電力系統的運行安全且穩定。如今電力系統的故障分析和信息處理，已經無法再依靠傳統的人工來判斷了。電力系統故障診斷的系統已經漸漸的向智能化診斷系統方向發展，要把診斷系統的優勢完全地發揮出來，能夠很好地應用到電力系統故障診斷工作中，需要以下面幾個方面為發展方向：

①把現在的高科學技術更深入地運用在電力系統故障診斷的系統中去。如今計算機技術和人工智能技術越發的成熟和科學，為電力系統故障診斷系統指出一條新的發展道路。在未來電力系統故障診斷研究中需要以智能化為重點，加強對其的關注。②在電力系統故障診斷系統的發展中需要以單臺設備為目標，對其進行在線檢測，之后在向整體監測延伸，對電力系統故障的維修管理，不能僅僅局限在設備的個體中。對電力系統中的設備檢測維修，停止運行會關聯到整個系統的輸電和變電設備的運行。一些大電網的停運檢測維修，甚至為關聯到整個地方運行和電力供求關系的調整。③實現電力系統故障診斷系統的遠程和網絡化，實現實時監控。如果將電力系統的故障診斷技術和計算機網絡技術進行很好的結合，那么在電力系統設備出現故障時，可以對故障進行及時診斷和維修，避免事故的發生。

3 總結

電力系統運行的安全和穩定性是與電力系統故障診斷工作有著直接影響的。在上世紀的八十年代，就已經有了很多關于電力系統故障診斷的研究，也提出了很多診斷的技術和方法。隨著社會發展，電力需求量不斷上漲，電力系統也在日益擴大，結構也越來越復雜，這對電力系統故障診斷提出了一個新的發展高度和要求。

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