電力系統(tǒng)故障判斷現(xiàn)狀分析及發(fā)展研究

陳科平

中國南方電網(wǎng)海南電網(wǎng)有限責任公司樂東供電局 海南 樂東黎族 572500

1 引言

在電力系統(tǒng)正常運行中,為了實現(xiàn)其運行水平的提升,就需要在結(jié)合電力系統(tǒng)及其保護裝置的知識與繼電保護的信息,實現(xiàn)對系統(tǒng)匯總故障元器件的位置、類型以及誤動作進行準確的識別,然后針對上述問題來開展修復和改進工作,這就是進行電力系統(tǒng)的故障判斷。在此工作開展中,需要重點做好故障元件的識別工作,通過故障判斷準確性的確保來掌握電力系統(tǒng)的實際運行情況和操作要點,實現(xiàn)故障判斷水平的提升。

2 電力系統(tǒng)故障判斷概述

正如前文所述的電力系統(tǒng)故障判斷的工作內(nèi)容和目的,表現(xiàn)出其對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行以及滿足人們用電需要起到重要作用的特點。其中針對保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的作用,這主要表現(xiàn)在目前的電力系統(tǒng)規(guī)模在不斷擴大的發(fā)展趨勢下,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也更加復雜,系統(tǒng)中的故障數(shù)量和類型也在不斷增加,增加了工作人員的故障處理工作強度和難度,對工作人員的信息和故障處理能力提出了較高的要求。同時在上述形勢下也容易造成工作人員的誤判以及錯判等問題,會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成影響。這就需要通過電力系統(tǒng)故障判斷來及時發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)中的故障,保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。不僅如此,如果沒有做好上述工作而導致電力系統(tǒng)中故障的發(fā)生,不僅會發(fā)生安全事故,而且會降低電力系統(tǒng)運行的安全水平。通過上述故障判斷工作的開展,則可以及時發(fā)現(xiàn)并處理系統(tǒng)運行中的故障,避免故障的發(fā)生或者降低故障概率,實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行風險的降低以及運行穩(wěn)定性和安全性的提升。最后就是對于其滿足人們用電需要的作用。這主要表現(xiàn)在通過故障判斷來及時發(fā)現(xiàn)和處理問題的同時,確保電力系統(tǒng)的安全、可靠和穩(wěn)定運行,同時也發(fā)揮電力系統(tǒng)的應有作用來滿足人們的用電需求。

3 電力系統(tǒng)故障判斷的研究現(xiàn)狀

3.1 基于專家系統(tǒng)的故障判斷方法 此種故障判斷方法就是利用專家系統(tǒng)中的專家推理方法,基于相應的計算機模型來對故障進行判斷。目前比較常用的主要有基于啟發(fā)式規(guī)則的推力系統(tǒng)以及結(jié)合正反推力的系統(tǒng)。通過此種故障判斷方法可以在使用規(guī)則來對保護器、斷路器的動作邏輯以及人員的診斷經(jīng)驗進行表示的同時,還可以對上述規(guī)則進行編輯,實現(xiàn)診斷系統(tǒng)實用性和有效性的提升,比較適合在中小型電力系統(tǒng)和變電站中應用。此方法應用中也表現(xiàn)出知識庫的建立和維護難度比較大以及具有較差的容錯能力、容易出現(xiàn)組合爆炸以及較慢推理速度等問題。

3.2 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的故障判斷方法 此種方法在具體應用中主要有基于BP算法的前向神經(jīng)網(wǎng)絡和基于徑向基函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡兩種方法,表現(xiàn)出較強的容錯能力和學習能力。通過此種方法的應用可以實現(xiàn)在有效診斷信息的基礎上確保診斷結(jié)果的準確性,而且還表現(xiàn)出比較容易進行知識庫的構(gòu)造和具有比較簡單的推理機構(gòu)造的特點,也比較適合在中小型電力系統(tǒng)中應用。但是在應用中也表現(xiàn)出獲取電力系統(tǒng)完整的樣本數(shù)據(jù)難度比較大、具有較大難度的啟發(fā)性知識處理步驟、缺乏解釋自身行為和輸出結(jié)果能力等問題。

3.3 基于優(yōu)化技術(shù)的故障判斷方法 此種方法是一種利用數(shù)學模型來對0～1整數(shù)規(guī)劃問題求最優(yōu)解的方法,可以通過常規(guī)算法來確保檢測結(jié)果的準確性,比較適合在所需信息比較完整的電力系統(tǒng)故障診斷中應用。但是也存在多級后備保護的難度比較大以及存在隨機因素而容易無法得到最優(yōu)解等問題,需要對模型的運行速度進行提高。

3.4 基于粗糙集理論的故障判斷方法 在對不完整和不確定的問題進行處理時,通過此種方法的應用可以在確保分類能力的同時,采用知識約簡的方式來導出問題決策以及分類規(guī)則,實現(xiàn)對上述不完整和不確定問題中各種信息數(shù)據(jù)的整理和分析,然后找出其中的隱含知識以及潛在規(guī)則。此方法在應用中容易出現(xiàn)警報信息丟失或出錯的問題,這就會對診斷結(jié)果的準確性造成影響。

3.5 基于多代理系統(tǒng)的故障判斷方法 此問題就是在分布式人工智能試驗平臺上將一個問題分解為多個問題,每個子問題求解實體擁有問題求解所需的有限數(shù)據(jù)、信息和資源,通過不同子問題的相互才能實現(xiàn)求解。對問題解決時就需要對多個代理行為進行協(xié)調(diào),然后應用聯(lián)合方法進行求解以及對各種資源進行科學安排。

4 電力系統(tǒng)故障判斷的發(fā)展趨勢

一是在信息不完整情況下的故障診斷。這主要是在實際的故障判斷處理中,信息不完整的情況比較常見,如果采取錯誤的策略就容易造成錯誤的診斷結(jié)果。這就需要在為了的故障判斷方法發(fā)展中,研發(fā)在信息不完整情況的故障診斷方法。

二是對智能技術(shù)進行應用。在上述數(shù)據(jù)挖掘、粗糙集以及多代理系統(tǒng)等理論的支持下,對多種先進的智能技術(shù)進行利用來進行故障判斷是未來的發(fā)展趨勢之一。

三是基于多代理系統(tǒng)的故障診斷。在故障診斷中,需要從電網(wǎng)全局出發(fā)進行研究以及故障原因分析,提高故障診斷的速度以及結(jié)果的準確性。可以通過多代理開放式信息集成平臺的構(gòu)建,進行分層分布式電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)模型與體系架構(gòu)的建立,進行多層次診斷指示提取和描述,對代理內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行診斷。

四是研究電力系統(tǒng)的健康診斷。通過健康診斷能夠在了解系統(tǒng)運行情況的同時對可能發(fā)生的故障起到預防和排除的作用,這是未來研究的方向之一。

五是開展電力系統(tǒng)故障判斷的實用化研究。在對系統(tǒng)運行中的不同故障信息進行收集、分析和整理的同時,進行故障診斷數(shù)據(jù)庫以及區(qū)域電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)的建立,通過智能化技術(shù)的應用來對故障進行分析和處理,實現(xiàn)故障判斷水平的提升。

5 結(jié)語

在目前電力系統(tǒng)規(guī)模在不斷擴大的同時也對其穩(wěn)定運行提出了較高的要求,為此就需要針對此系統(tǒng)運行中的故障,采取有效的故障判斷方法來進行預防和處理。同時還要做好電力系統(tǒng)運行中的日常維護管理工作,加強對作業(yè)人員的培養(yǎng),及時發(fā)現(xiàn)和處理其中的故障,保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量。