電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

王煥明

摘要： 隨著人們生活水平的提高，電力系統(tǒng)的規(guī)模也在不斷擴大，保證電力系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定也越來越重要，因此電力系統(tǒng)故障診斷研究成為社會的熱點問題。本文將針對電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢做出分析。

Abstract： With the improvement of people's living standards， the scale of the power system is constantly expanding， and it is more and more important to ensure the safe and stable operation of the power system， therefore， study of power system fault diagnosis has become a hot issue of society. This paper analyzes the research status and development trend of power system fault diagnosis.

關(guān)鍵詞： 安全穩(wěn)定；供電需求；結(jié)構(gòu)復(fù)雜

Key words： security and stability；power supply needs；complex structure

中圖分類號：TM711 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）25-0056-02

0 引言

經(jīng)濟的發(fā)展，供電需求不斷增加，使電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越加復(fù)雜。電力系統(tǒng)在不斷的智能化中，保證電力系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定是最關(guān)鍵的，因此需要重視對電力系統(tǒng)故障的診斷。利用與電力系統(tǒng)有關(guān)的保護裝置知識和繼電保護的一些信息，來對故障的位置、類型等進行診斷，故障中的元件是對其進行診斷的關(guān)鍵要點。電力系統(tǒng)的大規(guī)模和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如果在短時間中大量的報警信息出現(xiàn)，超出了運行人員處理的能力，就會容易造成錯誤和遺漏判斷，無法及時準確地對故障進行處理，容易造成事故的發(fā)生。因為電力系統(tǒng)故障沒及時處理解決，在全國各地都造成了重大的停電事故，所以電力系統(tǒng)故障診斷在全球都引起了廣泛的關(guān)注，是保障電力系統(tǒng)安全運行的重要因素。需要建立能夠?qū)收线M行快速、正確的診斷系統(tǒng)，對故障進行及時的解決，能夠增大電力系統(tǒng)運行的安全和穩(wěn)定性。至今，中國沒有發(fā)生大面積的停電事故，這也不能說明我國的電網(wǎng)安全運行的方面水平很高。隨著電力的需求越來越大，大機組、大電網(wǎng)和高壓遠距離輸電的一些技術(shù)已經(jīng)是電力系統(tǒng)中的主導(dǎo)；利用區(qū)域電力系統(tǒng)連網(wǎng)的建設(shè)對電力資源的合理利用進行了規(guī)劃，但這些都將電力系統(tǒng)和電力生產(chǎn)的運行中風(fēng)險增加了。電力系統(tǒng)故障診斷對電力系統(tǒng)安全運行、發(fā)生故障時快速反應(yīng)、對事故進行處理，及時恢復(fù)供電這些都具有很重要的意義。本文將針對電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢做出分析。

1 電力系統(tǒng)故障診斷研究

國外一些國家很早就對電力系統(tǒng)故障診斷進行研究。二十世紀八十年代美國就已經(jīng)開始對火電站的機械設(shè)備的故障進行診斷工作，之后美國對電力系統(tǒng)方面的研究就漸漸開始了。在經(jīng)過了十多年的努力研究就中，在發(fā)電站故障診斷和性能檢測方面取得了很多全球領(lǐng)先的技術(shù)和成果。

國內(nèi)對電力系統(tǒng)故障診斷研究工作是比較晚的。比起國外的一些國家晚了大概二、三十年的時間。國內(nèi)對于電力系統(tǒng)故障診斷的研究是在國外對電力系統(tǒng)故障診斷的研究成果基礎(chǔ)之上進行的?？梢詫鴥?nèi)的對電力系統(tǒng)故障診斷研究分為兩個階段：①電力系統(tǒng)故障診斷研究的前十年中，是國內(nèi)研究的一個起步階段，研究的重點都是對國外研究出來的診斷技術(shù)和理論知識進行認識了解，在那十年中的研究工作就是加快傅里葉變換、分析譜、處理信號等這些技術(shù)，其主要目的就是對設(shè)備運行的狀態(tài)進行監(jiān)測。②在二十世紀九十年代的研究期間，是一個深入發(fā)展的階段。那一階段正值國內(nèi)工業(yè)建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，在現(xiàn)代化管理技術(shù)在不斷的深入時，也將國內(nèi)電力系統(tǒng)故障診斷技術(shù)也大大地推進了。在這一時期的研究中，對分類故障、識別模式、專家系統(tǒng)智能化和計算等，以及全方位的電力設(shè)備故障進行了研究，也漸漸地從國外的研究成果中解脫出來。根據(jù)當(dāng)時國內(nèi)電力系統(tǒng)的特點研究形成了有針對性的故障診斷理論和技術(shù)。如今全世界對電力系統(tǒng)故障診斷的研究中，都是對以下的幾個方法進行研究：①專家系統(tǒng)診斷方法；②人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法；③優(yōu)化技術(shù)診斷方法；④Petri網(wǎng)絡(luò)診斷方法；⑤粗糙集理論診斷方法；⑥模糊集理論診斷方法；⑦多代理系統(tǒng)診斷方法。

方法①確保故障診斷系統(tǒng)的實時和有效性，與此同時給出的結(jié)論符合人類語言的習(xí)慣，適合使用在中小型的電力系統(tǒng)故障診斷，滿足不了大規(guī)模電力系統(tǒng)故障診斷的需求。方法②魯棒性好，學(xué)習(xí)和容錯能力強，可以有效避免專家系統(tǒng)診斷方法中知識庫結(jié)構(gòu)的難題。但是同樣也滿足不了大規(guī)模電力系統(tǒng)故障診斷的需求。方法③利用數(shù)學(xué)模型求解的方法，將電力系統(tǒng)故障進行規(guī)劃，構(gòu)造出數(shù)學(xué)模型，利用優(yōu)化技術(shù)找出故障。其診斷模型論理是非常嚴密的，不需要要引入啟發(fā)式的知識，利用常規(guī)的算法即可。其適合利用與信息完整的電力系統(tǒng)故障診斷，但是其診斷需要迭代，速度較慢。方法④主要是解決因為網(wǎng)絡(luò)中事件序列和信息流不正常時候的故障診斷，可以對在同一時間發(fā)生或者循環(huán)發(fā)生的故障，進行定性和定量分析，其適合利用在變電站的故障診斷中。方法⑤是對不完整和不確定性的問題進行處理的新型數(shù)學(xué)工具，適合用在中小型的電力系統(tǒng)故障診斷。出現(xiàn)太多問題時，會出現(xiàn)很多的決策表，診斷結(jié)果可能會受到影響。方法⑥可以對電力系統(tǒng)故障中的不確定信息進行處理，需要結(jié)合其他診斷方法一起診斷。如果診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，這個時候模糊知識庫和模糊度的規(guī)則都是需做出修改，其維護性能是比較差的。方法⑦是一個將人工智能分布實驗的平臺。是目前解決大規(guī)模電力系統(tǒng)故障診斷問題的重點發(fā)展。但目前其知識、行為、協(xié)調(diào)和協(xié)作都是需要我們深入去解決的核心問題。endprint

2 電力系統(tǒng)故障診斷發(fā)展

電力系統(tǒng)故障診斷研究的主要目的就是保證電力系統(tǒng)的運行安全且穩(wěn)定。如今電力系統(tǒng)的故障分析和信息處理，已經(jīng)無法再依靠傳統(tǒng)的人工來判斷了。電力系統(tǒng)故障診斷的系統(tǒng)已經(jīng)漸漸的向智能化診斷系統(tǒng)方向發(fā)展，要把診斷系統(tǒng)的優(yōu)勢完全地發(fā)揮出來，能夠很好地應(yīng)用到電力系統(tǒng)故障診斷工作中，需要以下面幾個方面為發(fā)展方向：

①把現(xiàn)在的高科學(xué)技術(shù)更深入地運用在電力系統(tǒng)故障診斷的系統(tǒng)中去。如今計算機技術(shù)和人工智能技術(shù)越發(fā)的成熟和科學(xué)，為電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)指出一條新的發(fā)展道路。在未來電力系統(tǒng)故障診斷研究中需要以智能化為重點，加強對其的關(guān)注。②在電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展中需要以單臺設(shè)備為目標(biāo)，對其進行在線檢測，之后在向整體監(jiān)測延伸，對電力系統(tǒng)故障的維修管理，不能僅僅局限在設(shè)備的個體中。對電力系統(tǒng)中的設(shè)備檢測維修，停止運行會關(guān)聯(lián)到整個系統(tǒng)的輸電和變電設(shè)備的運行。一些大電網(wǎng)的停運檢測維修，甚至為關(guān)聯(lián)到整個地方運行和電力供求關(guān)系的調(diào)整。③實現(xiàn)電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的遠程和網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)實時監(jiān)控。如果將電力系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行很好的結(jié)合，那么在電力系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，可以對故障進行及時診斷和維修，避免事故的發(fā)生。

3 總結(jié)

電力系統(tǒng)運行的安全和穩(wěn)定性是與電力系統(tǒng)故障診斷工作有著直接影響的。在上世紀的八十年代，就已經(jīng)有了很多關(guān)于電力系統(tǒng)故障診斷的研究，也提出了很多診斷的技術(shù)和方法。隨著社會發(fā)展，電力需求量不斷上漲，電力系統(tǒng)也在日益擴大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，這對電力系統(tǒng)故障診斷提出了一個新的發(fā)展高度和要求。

參考文獻：

[1]郭麗蕊，楊巍.電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（36）.

[2]楊美琪.腦探測電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].科技與企業(yè)，2013（24）：399.

[3]周正.解析電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].低碳世界，2013（12）：64-65.

[4]段燁煒.電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].卷宗，2013（9）：175.

[5]萬震駿，梁爽.電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國科技投資，2014（7）：159.

[6]占才亮.人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用[J].廣東電力，2011，24（9）：87-92.endprint