含分布式电源的配电系统Petri网故障诊断方法研究

摘要

配电网是连接输电系统和电力用户的桥梁，快速有效的配电故障诊断方法对于保证用户供电质量和提高系统可靠性有着重要的作用，也是故障隔离和供电恢复的前提。人工智能算法是当前故障诊断领域中研究较多的一类方法，其中Petri网理论的独特优势是能够对真并发恰切描述。现有的基于Petri网的电网故障诊断方法大多针对输电网络，通常基于输电网的继电保护与断路器的动作信息进行建模，并不适用于配电网络。
　　本文结合配电网络的结构和运行特点，提出了基于FTU（Feeder Terminal Unit）故障信息的Petri网建模方法。首先，定义了含有抑止弧和概率信息测度的Petri网模型，其中抑止弧的引入大大增强了网系统的模拟能力，概率信息测度能够在不确定事件中优选出最高可信度的解。其次，介绍了馈线自动化终端的功能以及基于FTU故障信息的故障诊断原理。综合利用FTU上传的过电流信号和幅值量测信息，实现了配网故障诊断的快速性和容错性。采取的基于小波分析故障暂态分量的故障判据，能很好地解决小电流接地系统中单相接地短路稳态故障信息不明显的问题。根据配网的拓扑结构特点采取分层故障诊断的方法，先后诊断出故障馈线、故障单元和故障区段。
　　最后，在配电网故障诊断通用Petri网的基础上进行改进，分析了含有分布式电源的配电网故障诊断的具体原理。提出的终端编码方法，考虑了故障电流大小和方向，使得改进后的模型与基本通用模型保持一致。通过对典型算例进行故障诊断，证明了此方法的有效性和可行性。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究目的和意义

1.2 研究背景和研究现状

1.3 本文主要研究工作

2 Petri网及其仿真软件

2.1 Petri网理论

2.2 基于概率信息测度的Petri网模型

2.3 Petri网的矩阵描述和条件事件系统

2.4 Petri网建模与仿真软件

2.5 本章小结

3 配电网故障诊断的基本原理

3.1 基于保护动作信息的故障诊断原理

3.2 基于FTU故障信息的故障诊断原理

3.3 故障诊断原理的比较

3.4 本章小结

4 基于FTU故障信息的Petri网故障诊断方法

4.1 基于FTU故障信息的故障诊断规则

4.2 配电网故障选相

4.3 配电网故障诊断的通用Petri网模型

4.4 典型配网接线的Petri网模型与仿真

4.5 本章小结

5 基于Petri网的配电网故障诊断方法的改进与评价

5.1 含分布式电源的配电网故障诊断Petri网模型

5.2 算例验证

5.3 比较与评价

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 工作展望

参考文献

附录A

附录B

致谢

作者从事科学研究和学习经历简介

攻读硕士期间主要成果