基于有向图和故障树的电网故障分层溯因分析

摘要

随着电力网络结构的日趋复杂，当大电网发生故障时，海量的故障信息将涌入调度中心，同时变电站内部将充斥着大量的告警信息，给调度员及时有效地处理它们带来了相当的困难，本文研究了一种将调度中心的保护与断路器动作信息和变电层告警信息相结合的保护与断路器误动与拒动溯因分析方法。
　　本文首先介绍有向图和故障树的理论基础，以及有向图在航天工业中的相关研究和故障树诊断方法在电网故障诊断中的应用，具有良好的理论基础与实用性。本文尝试将故障树方法与有向图推理模型相结合进行故障溯因。
　　本文研究了基于有向图和故障树的电网故障溯因分析方法。首先构造了变电站内各IED交互行为有向图模型，表达了故障元件与各相关保护之间、保护装置与智能终端之间交互过程，建立了元件故障时保护和断路器正确动作事件链、及各异常动作事件链。根据调度的某诊断结果获得本变电站中故障元件、保护与断路器误动与拒动情况，收集该变电站中元件故障后一段时间内保护和断路器动作、相关告警信息，与已构造的保护与断路器事件链分别匹配。获得与之接近的事件链，由此事件链和告警信息分析保护与断路器误动与拒动的具体原因、追踪指令的执行过程。
　　研究了电网故障溯因树的构造，将调度信息和变电站信息结合起来建立了保护与断路器拒动、误动故障树。当电网发生故障时，根据调度中心保护与断路器动作信息，利用已有的贝叶斯诊断方法，诊断得出故障元件和不正确动作的保护与断路器。在变电站层收集一段时间内不正确动作的保护与断路器的告警信息和报告信息，将收集到的报告信息和告警信息赋给相应故障树的叶子节点，并与该故障树模型的各个最小割集进行匹配。获得最匹配最小割集，计算顶事件概率，由最小割集给出该故障树中导致顶事件发生的路径，对导致故障发生的路径与原因进行分析。
　　本文研究了基有向图和故障树相结合的分层溯因分析方法。通过多个算例验证了该方法的准确性与有效性，该方法能够清晰直观的展示变电站内信息交互的过程以及站间保护之间的相互影响关系。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题相关背景与意义

1．2 国内外电网故障诊断的研究现状

1．2．1 电网故障诊断方法的研究现状

1．2．2 利用告警信息的电网故障诊断方法的研究现状

1．2．3 有向图的研究现状

1．2．4 故障树及其应用在电网故障诊断中的研究现状

1．3 本文的主要工作

1．4 论文的组织

第2章 有向图和故障树的相关理论

2．1 有向图相关理论

2．1．1 有向图的构建及其推理方法

2．1．2 故障传播有向图模型的构建及其推理方法

2．1．3 符号有向图模型的构建及其推理方法

2．2 故障树诊断的相关理论

2．2．1 故障树诊断的基本原理

2．2．2 故障树最小集的求取方法

2．3 本章小结

第3章 基于智能变电站SCD文件有向图模型的建立

3．1 智能变电站简介

3．1．1 智能变电站的发展现状

3．1．2 智能变电站SCD文件的结构

3．2 基于变电站SCD文件建立各IED交互行为有向图模型

3．2．1 智能变电站告警信息的分类

3．2．2 智能变电站各IED之间交互行为有向图模型的构建

3．2．3 IED之间交互行为有向图中各元素的定义与表达

3．2．4 基于有向图形成保护装置中保护有向图的动作事件链

3．2．5 智能变电站各IED之间有向图模型的构造与推理步骤

3．3 典型保护有向图的构造

3．3．1 母线和变压器典型保护有向图交互模型的构建

3．3．2 线路典型保护有向图交互模型的构建

3．3．3 算例分析

3．4 本章小结

第4章 智能变电站故障溯因树模型的构造方法

4．1 电网故障分层溯因分析的思路及故障溯因树的构造方法

4．2 典型故障溯因树模型的构造

4．2．1 保护拒动与误动故障溯因树的构建

4．2．2 断路器拒动与误动故障溯因树的构建

4．3 基于故障溯因树的电网故障分层溯因分析方法

4．3．1 故障诊断贝叶斯网络模型的介绍

4．3．2 故障树溯因分析的步骤

4．4 算例分析

4．5 有向图和故障树进行故障溯因的联系

4．6 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果