電力系統(tǒng)故障判斷現(xiàn)狀分析及發(fā)展研究

陳科平

中國南方電網(wǎng)海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司樂東供電局 海南 樂東黎族 572500

1 引言

在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中,為了實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行水平的提升,就需要在結(jié)合電力系統(tǒng)及其保護(hù)裝置的知識與繼電保護(hù)的信息,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)匯總故障元器件的位置、類型以及誤動作進(jìn)行準(zhǔn)確的識別,然后針對上述問題來開展修復(fù)和改進(jìn)工作,這就是進(jìn)行電力系統(tǒng)的故障判斷。在此工作開展中,需要重點(diǎn)做好故障元件的識別工作,通過故障判斷準(zhǔn)確性的確保來掌握電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況和操作要點(diǎn),實(shí)現(xiàn)故障判斷水平的提升。

2 電力系統(tǒng)故障判斷概述

正如前文所述的電力系統(tǒng)故障判斷的工作內(nèi)容和目的,表現(xiàn)出其對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行以及滿足人們用電需要起到重要作用的特點(diǎn)。其中針對保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的作用,這主要表現(xiàn)在目前的電力系統(tǒng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大的發(fā)展趨勢下,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜,系統(tǒng)中的故障數(shù)量和類型也在不斷增加,增加了工作人員的故障處理工作強(qiáng)度和難度,對工作人員的信息和故障處理能力提出了較高的要求。同時在上述形勢下也容易造成工作人員的誤判以及錯判等問題,會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。這就需要通過電力系統(tǒng)故障判斷來及時發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)中的故障,保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。不僅如此,如果沒有做好上述工作而導(dǎo)致電力系統(tǒng)中故障的發(fā)生,不僅會發(fā)生安全事故,而且會降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全水平。通過上述故障判斷工作的開展,則可以及時發(fā)現(xiàn)并處理系統(tǒng)運(yùn)行中的故障,避免故障的發(fā)生或者降低故障概率,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險的降低以及運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性的提升。最后就是對于其滿足人們用電需要的作用。這主要表現(xiàn)在通過故障判斷來及時發(fā)現(xiàn)和處理問題的同時,確保電力系統(tǒng)的安全、可靠和穩(wěn)定運(yùn)行,同時也發(fā)揮電力系統(tǒng)的應(yīng)有作用來滿足人們的用電需求。

3 電力系統(tǒng)故障判斷的研究現(xiàn)狀

3.1 基于專家系統(tǒng)的故障判斷方法 此種故障判斷方法就是利用專家系統(tǒng)中的專家推理方法,基于相應(yīng)的計(jì)算機(jī)模型來對故障進(jìn)行判斷。目前比較常用的主要有基于啟發(fā)式規(guī)則的推力系統(tǒng)以及結(jié)合正反推力的系統(tǒng)。通過此種故障判斷方法可以在使用規(guī)則來對保護(hù)器、斷路器的動作邏輯以及人員的診斷經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行表示的同時,還可以對上述規(guī)則進(jìn)行編輯,實(shí)現(xiàn)診斷系統(tǒng)實(shí)用性和有效性的提升,比較適合在中小型電力系統(tǒng)和變電站中應(yīng)用。此方法應(yīng)用中也表現(xiàn)出知識庫的建立和維護(hù)難度比較大以及具有較差的容錯能力、容易出現(xiàn)組合爆炸以及較慢推理速度等問題。

3.2 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障判斷方法 此種方法在具體應(yīng)用中主要有基于BP算法的前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于徑向基函數(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種方法,表現(xiàn)出較強(qiáng)的容錯能力和學(xué)習(xí)能力。通過此種方法的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)在有效診斷信息的基礎(chǔ)上確保診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性,而且還表現(xiàn)出比較容易進(jìn)行知識庫的構(gòu)造和具有比較簡單的推理機(jī)構(gòu)造的特點(diǎn),也比較適合在中小型電力系統(tǒng)中應(yīng)用。但是在應(yīng)用中也表現(xiàn)出獲取電力系統(tǒng)完整的樣本數(shù)據(jù)難度比較大、具有較大難度的啟發(fā)性知識處理步驟、缺乏解釋自身行為和輸出結(jié)果能力等問題。

3.3 基于優(yōu)化技術(shù)的故障判斷方法 此種方法是一種利用數(shù)學(xué)模型來對0～1整數(shù)規(guī)劃問題求最優(yōu)解的方法,可以通過常規(guī)算法來確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,比較適合在所需信息比較完整的電力系統(tǒng)故障診斷中應(yīng)用。但是也存在多級后備保護(hù)的難度比較大以及存在隨機(jī)因素而容易無法得到最優(yōu)解等問題,需要對模型的運(yùn)行速度進(jìn)行提高。

3.4 基于粗糙集理論的故障判斷方法 在對不完整和不確定的問題進(jìn)行處理時,通過此種方法的應(yīng)用可以在確保分類能力的同時,采用知識約簡的方式來導(dǎo)出問題決策以及分類規(guī)則,實(shí)現(xiàn)對上述不完整和不確定問題中各種信息數(shù)據(jù)的整理和分析,然后找出其中的隱含知識以及潛在規(guī)則。此方法在應(yīng)用中容易出現(xiàn)警報信息丟失或出錯的問題,這就會對診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。

3.5 基于多代理系統(tǒng)的故障判斷方法 此問題就是在分布式人工智能試驗(yàn)平臺上將一個問題分解為多個問題,每個子問題求解實(shí)體擁有問題求解所需的有限數(shù)據(jù)、信息和資源,通過不同子問題的相互才能實(shí)現(xiàn)求解。對問題解決時就需要對多個代理行為進(jìn)行協(xié)調(diào),然后應(yīng)用聯(lián)合方法進(jìn)行求解以及對各種資源進(jìn)行科學(xué)安排。

4 電力系統(tǒng)故障判斷的發(fā)展趨勢

一是在信息不完整情況下的故障診斷。這主要是在實(shí)際的故障判斷處理中,信息不完整的情況比較常見,如果采取錯誤的策略就容易造成錯誤的診斷結(jié)果。這就需要在為了的故障判斷方法發(fā)展中,研發(fā)在信息不完整情況的故障診斷方法。

二是對智能技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。在上述數(shù)據(jù)挖掘、粗糙集以及多代理系統(tǒng)等理論的支持下,對多種先進(jìn)的智能技術(shù)進(jìn)行利用來進(jìn)行故障判斷是未來的發(fā)展趨勢之一。

三是基于多代理系統(tǒng)的故障診斷。在故障診斷中,需要從電網(wǎng)全局出發(fā)進(jìn)行研究以及故障原因分析,提高故障診斷的速度以及結(jié)果的準(zhǔn)確性。可以通過多代理開放式信息集成平臺的構(gòu)建,進(jìn)行分層分布式電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)模型與體系架構(gòu)的建立,進(jìn)行多層次診斷指示提取和描述,對代理內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行診斷。

四是研究電力系統(tǒng)的健康診斷。通過健康診斷能夠在了解系統(tǒng)運(yùn)行情況的同時對可能發(fā)生的故障起到預(yù)防和排除的作用,這是未來研究的方向之一。

五是開展電力系統(tǒng)故障判斷的實(shí)用化研究。在對系統(tǒng)運(yùn)行中的不同故障信息進(jìn)行收集、分析和整理的同時,進(jìn)行故障診斷數(shù)據(jù)庫以及區(qū)域電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)的建立,通過智能化技術(shù)的應(yīng)用來對故障進(jìn)行分析和處理,實(shí)現(xiàn)故障判斷水平的提升。

5 結(jié)語

在目前電力系統(tǒng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大的同時也對其穩(wěn)定運(yùn)行提出了較高的要求,為此就需要針對此系統(tǒng)運(yùn)行中的故障,采取有效的故障判斷方法來進(jìn)行預(yù)防和處理。同時還要做好電力系統(tǒng)運(yùn)行中的日常維護(hù)管理工作,加強(qiáng)對作業(yè)人員的培養(yǎng),及時發(fā)現(xiàn)和處理其中的故障,保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量。