智能变电站二次系统故障诊断方法研究

摘要

目前，我国的智能电网建设处在飞速的发展过程中，随着智能电网建设的不断深入，作为智能电网核心部分的智能变电站建设也在飞速发展。与此同时，也对智能变电站的管理和维护工作提出了更高要求，因此，针对于智能变电站的故障诊断算法研究已成为近期内智能电网建设的一个主要研究方向。
　　传统的变电站故障诊断算法大致可以分为两类:一类是基于保护和断路器信息，以变电站作为整体进行故障诊断，诊断输出结果为故障线路或故障设备，同时包括发生拒动及误动现象的保护和开关信息;另一类是基于站内告警信息，针对了站内一次设备（如变压器）运行状态的评估及诊断，输出结果为设备的性能优差程度。但是，智能变电站的主要特征是一次设备智能化、二次系统网络化，其中以二次系统网络化为其最为显著特征，以上故障诊断方式均未能考虑到通信网络的异常对智能变电站功能稳定运行的影响。针对上述问题，本文采用规则推理方法对智能变电站内二次通信系统进行故障诊断及状态评估，相关具体工作如下:
　　(1)建立智能变电站二次系统故障诊断基本模型。二次系统诊断基于其故障特征信息，根据各信息之间的逻辑关系，通过智能算法的推导，确定故障设备及原因，根据上述诊断故障基本流程及智能变电站自身特点建立了故障诊断基本模型，同时绘制了基本流程图。
　　(2)详细介绍了智能变电站故障特征信息。智能变电站中运用各种先进计算机技术和通信信息技术，基本实现了对站内二次系统网络的全覆盖实时监控和异常检测。当故障发生时，站内将集中出现大量预告信息、监控报警信息及事故信息。故障诊断应首先对告警信息进行筛选分类处理，并对原始告警信息进行处理，以一定的通用知识结构将其进行表述，按照不同类别的故障特征信息进行不同诊断规则的匹配。
　　(3)提出了智能变电站站内装置或设备故障诊断方法。基于变电站内综合自动化系统告警信息，依据装置自检告警信息确定装置功能程序运行状态;依据变电站内设备监控告警信息确定设备本体工作状态。
　　(4)提出了二次系统通信网络故障诊断方法。基于通信网络监控装置报文监视告警信息确定站内功能信息传递状态，进而推断通信网络及网络设备工作状态。
　　(5)提出了部分告警信息缺失情况下，二次系统故障诊断研究方法。变电站内各设备及通信网络并不能保证百分之百的检测出全部故障，并将告警信息进行无差上传，因此，在某些情况下会出现故障特征信息不全时，可通过其他相关告警信息故障进行准确诊断，且将故障告警缺失信息进行推断，辅助校验诊断结果准确性。
　　(6)建立了分布式故障诊断架构。采用分布式诊断结构，根据故障特征信息分别进行一次设备工作状态、二次智能装置工作状态、通信网络性能、通信设备工作状态诊断，然后综合分析中间推理结果，最后将综合诊断结果输出，并给出相关诊断解释说明。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．1．1 课题背景

1．1．2 课题研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的主要研究内容及创新点

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 主要创新点

第二章 智能变电站二次系统故障特征信息

2．1 变电站故障诊断整体框架结构

2．2 静态配置信息

2．2．1 二次系统网络组网方式

2．2．2 VLAN配置信息

2．2．3 组播组配置信息

2．3 二次系统在线监测信息

2．3．1 输入回路监视信息(故障录波信息)

2．3．2 综自报警信息

2．3．3 通信网络在线监视信息

第三章 智能变电站二次系统故障诊断模型

3．1 故障诊断专家系统基本结构

3．1．1 专家系统基本概念

3．1．2 故障诊断专家系统结构

3．2 二次系统故障诊断模型

3．3 二次系统故障诊断流程图

3．4 二次系统故障诊断主要功能

3．4．1 配置诊断

3．4．2 IED装置诊断

3．4．3 通信网络异常诊断

3．4．4 综合诊断

第四章 二次系统故障诊断推理

4．1 故障诊断推理知识及知识库

4．1．1 合并单元故障诊断知识库

4．1．2 智能开关故障诊断知识库

4．1．3 保护装置故障诊断知识库

4．1．4 测控装置故障诊断知识库

4．1．5 通信网络故障诊断知识库

4．2 故障诊断推理机制

4．2．1 故障诊断推理方法

4．2．2 故障诊断推理方案

4．3 一次系统及二次系统综合诊断

4．3．1 综合诊断推理框图

4．3．2 开关拒动推理

4．3．3 开关误动推理

4．3．4 保护拒动推理

4．3．5 保护误动推理

第五章 故障诊断算例分析

5．1 算例1

5．1．1 故障特征信息

5．1．2 故障推理过程

5．2 算例2

5．2．1 故障特征信息

5．2．2 故障推理过程

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的学术成果

攻读硕士学位期间的科研情况