电力系统故障建模及其检测方法的研究

摘要

近年来，由电力系统故障引发的多起大停电事故，造成了巨大的经济损失，同时也使电力系统故障诊断成为是近年来十分活跃的研究课题之一。当电力系统故障发生时，快速准确的诊断出故障类型并且定位是电力系统故障诊断需要研究的一个非常重要方面。电力系统的故障情况很多，故障中需要分析的问题也包含很多方面的内容。本课题的研究主要包括故障选相（故障类型识别）和故障诊断（故障件识别）二个方面。
　　本文通过对电力系统故障诊断的研究，具体完成了以下研究工作:
　　1.介绍电力系统故障诊断背景以及目前电力系统故障诊断的常用方法。
　　2.研究了电力系统故障诊断的解析模型及故障诊断的一般过程，用仿真表明了当发生短路故障时系统的暂态变化以及短路故障对系统的影响。
　　3.介绍了遗传算法用于电力系统故障诊断的一般过程。遗传算法是将故障诊断的问题转化成0，1整数规划问题，然后用优化算法进行求解，缩小了搜索次数，是一种比较成熟的电力系统故障诊断方法。最后本文用算例验证遗传算法用于电力系统故障诊断的有效性。
　　4.介绍了小电流接地系统单相接地故障选线原理，并且对小电流接地系统单相接地的暂稳态故障特征进行了深入地理论研究和仿真分析。
　　5.设计开放式的小型环网的电力系统故障监测与诊断平台。在此涉及到实验平台的结构设计以及电力网络的拓扑结构设计，以及用数据采集卡实现数据的采集的功能。最后用基于此实验平台的算例验证遗传算法方法用于电力系统故障诊断的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 电力系统故障选相与诊断的现状

1．3 论文主要工作

第2章 电力系统模型与故障分析

2．1 电力系统构成

2．2 电力系统故障诊断的数学描述

2．3 故障诊断解析模型建立

2．4 电力系统故障诊断的过程

2．6 电力系统短路故障MATLAB仿真与时域分析

2．6．1 系统搭建及其参数设置

2．6．2 仿真结果分析

2．7 本章小结

第3章 遗传算法在电力系统故障诊断中的应用

3．1 引言

3．2 编码和种群初始化

3．2．1 编码

3．2．2 种群初始化

3．3 适度函数

3．4 遗传操作

3．4．1 选择操作

3．4．2 交叉操作

3．4．3 变异操作

3．5 收敛判锯

3．6 基于遗传算法的算例分析

3．6．1 算例1

3．6．2 算例2

3．7 本章小结

第4章 小电流接地系统故障分析及其仿真研究

4．1 小电流接地系统不同中性点接地方式及其特征故障特征分析

4．1．1 电力系统中性点接地方式分类

4．1．2 中性点不接地电网单相接地故障分析

4．1．3 中性点经消弧线圈接地电网单相接地故障分析

4．2 单相接地故障暂态特征分析

4．2．1 暂态电容电流

4．2．2 暂态电感电流

4．2．3 暂态接地电流

4．3 中性点不接地系统模型的仿真与结果分析

4．4 中性点经消弧线圈接地仿真与分析

4．5 本章小结

第5章 小型环网电力系统故障诊断平台的搭建与系统仿真

5．1 引言

5．2 物理平台的搭建

5．2．1 开放式实验结构图

5．2．2 回路总体设计原理图及说明

5．3 基于PCL818HG的系统数据采集功能的实现

5．3．1 PCL818HG数据卡用于数据采集基本原理

5．3．2 数据采集软件

5．4 小型环网电力系统故障诊断系统的算例分析

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

致谢