基于信息融合的電網(wǎng)故障診斷方法

文/戴薇

1 有關(guān)于信息融合的概述

信息融合指的就是對(duì)于各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和利益融合同時(shí)得出最終的結(jié)果，以便于更好的診斷以及判別各種事件而進(jìn)行信息融合。主要是因?yàn)槿四X已經(jīng)不能夠?qū)τ诖笕萘康男畔⑦M(jìn)行處理，故而出現(xiàn)了這一融合方式。而該信息融合方式一般用于對(duì)于軍事領(lǐng)域進(jìn)行研究，并且在發(fā)現(xiàn)之后取得了一定的進(jìn)展，從而如今還技術(shù)的應(yīng)用目標(biāo)是為了地雷探測(cè)以及跟蹤過(guò)程中。

將信息融合應(yīng)用于電網(wǎng)故障診斷過(guò)程當(dāng)中，主要是對(duì)于其結(jié)構(gòu)以及算法進(jìn)行研究，通過(guò)在特征層、數(shù)據(jù)層以及決策層三層結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行信息融合，進(jìn)一步的對(duì)于融合算法進(jìn)行選擇，從而更好地應(yīng)用于電網(wǎng)故障診斷過(guò)程當(dāng)中。圖1為其診斷流程。

而電網(wǎng)故障診斷則直接的關(guān)系到電網(wǎng)的安全運(yùn)行，其主要的研究思路是通過(guò)利用電網(wǎng)機(jī)電保護(hù)有關(guān)知識(shí)以及利用信息識(shí)別故障的器件以及裝置，從而進(jìn)一步的保證電網(wǎng)能夠安全的運(yùn)行。通過(guò)這些年來(lái)有關(guān)領(lǐng)域工作人員的研究以及探索，在電網(wǎng)故障診斷技術(shù)研究這一領(lǐng)域出現(xiàn)了大量的成果，而通過(guò)使用這些技術(shù)，能夠在一般情況下獲取良好的技術(shù)診斷結(jié)果，但是因?yàn)樵陔娋W(wǎng)正常運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，并不能夠采集多種信息，同時(shí)采集到的信息之間甚至?xí)嬖诹艘欢ǖ臎_突，因此怎么樣才能讓而通過(guò)使用這些技術(shù)在一般情況下對(duì)于電網(wǎng)故障進(jìn)行詳細(xì)的診斷是如今研究的要點(diǎn)。而通過(guò)使用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步的診斷電網(wǎng)故障，能夠更好的獲取缺失的數(shù)據(jù)，能夠在一定程度上解決掉信息不完備這一問(wèn)題，但是在對(duì)信息處理過(guò)程當(dāng)中并不夠科學(xué)合理，不能夠同實(shí)際的情況相結(jié)合的問(wèn)題。同時(shí)在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，檢測(cè)出來(lái)的大量數(shù)據(jù)存在有冗余現(xiàn)象，同時(shí)部分信息及數(shù)據(jù)之間存在著一定的因果關(guān)系，所以在對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行故障診斷過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)信息融合進(jìn)一步的進(jìn)行檢驗(yàn)，從而更確切地認(rèn)識(shí)到獲取到的不確定信息，從而針對(duì)于信息融合，進(jìn)一步的判斷電網(wǎng)故障診斷的有關(guān)方法。

2 設(shè)計(jì)出電網(wǎng)故障的診斷模型

如果電網(wǎng)中出現(xiàn)了故障，則需要通過(guò)一定的動(dòng)作直接的將電網(wǎng)以及故障點(diǎn)相隔離，進(jìn)一步的防止故障點(diǎn)進(jìn)一步的擴(kuò)大，而影響到電網(wǎng)的正常運(yùn)行。但是如果斷路器以及保護(hù)器因?yàn)槌霈F(xiàn)故障而沒(méi)有及時(shí)的動(dòng)作，此時(shí)就需要根據(jù)一定的邏輯關(guān)系，進(jìn)一步的啟動(dòng)后備的保護(hù)裝置，從而使得電網(wǎng)能夠順利的運(yùn)行。而且要對(duì)電網(wǎng)的故障以及故障點(diǎn)而進(jìn)行故障點(diǎn)判斷，則需要根據(jù)保護(hù)以及斷路器的有關(guān)信息。但是在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中診斷出來(lái)的信息，一般都具備了不完備的特點(diǎn)，因此在進(jìn)一步的分析保護(hù)以及斷路器的動(dòng)作信號(hào)并且進(jìn)行動(dòng)作信號(hào)的融合過(guò)程當(dāng)中，能夠針對(duì)于電網(wǎng)故障診斷過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行處理。

3 對(duì)于信息不完備電網(wǎng)進(jìn)行信息故障

通過(guò)使用電網(wǎng)故障診斷模型，對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷。一般而言，在信息交流完畢的情況之下，檢測(cè)人員都能夠得到準(zhǔn)確的結(jié)果，但是在實(shí)際進(jìn)行電路故障診斷過(guò)程當(dāng)中所獲取的信息通常都是不完備的，特別是如果斷路器及保護(hù)器共同動(dòng)作的條件下，但是在并沒(méi)有有關(guān)的信號(hào)傳入的情況之下，就無(wú)法準(zhǔn)確的獲取最為正確的故障狀態(tài)，因此在進(jìn)一步的使用有關(guān)的故障診斷模型，進(jìn)一步的對(duì)電網(wǎng)故障進(jìn)行診斷的情況之下，則需要進(jìn)一步的處理不完備的數(shù)據(jù)。同時(shí)又因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)所檢測(cè)出來(lái)的有關(guān)數(shù)據(jù)，可能會(huì)出現(xiàn)多元特點(diǎn)，這就需要使用信息融合方式，進(jìn)一步的解決掉在電網(wǎng)故障診斷過(guò)程中出現(xiàn)了這一問(wèn)題。

在電網(wǎng)故障質(zhì)量過(guò)程當(dāng)中，融合電網(wǎng)之間的信息之間可能會(huì)存在著一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而進(jìn)一步的減少了電網(wǎng)系統(tǒng)的不確定性。而在之前所建設(shè)出來(lái)的電網(wǎng)故障診斷模型當(dāng)中，主要的是通過(guò)使用保護(hù)器以及斷路器所傳達(dá)出來(lái)的動(dòng)作信息進(jìn)行分析。而此時(shí)，保護(hù)其及斷路器之間的動(dòng)作，可能會(huì)存在著一定的因果關(guān)系，因此在對(duì)于這兩者所傳達(dá)出來(lái)的信息進(jìn)行融合的過(guò)程，在故障診斷過(guò)程當(dāng)中，還能夠根據(jù)機(jī)電保護(hù)的原理，進(jìn)一步的處理掉保護(hù)器及斷路器之間的關(guān)聯(lián)信息的關(guān)聯(lián)性，從而有效的融合保護(hù)器的動(dòng)作以及斷路器動(dòng)作信息之間的融合。

4 電網(wǎng)故障智能診斷方法應(yīng)用

4.1 專家系統(tǒng)智能診斷系統(tǒng)的應(yīng)用

圖1：故障診斷流程圖

專家系統(tǒng)是人工智能技術(shù)中最早、最成熟的系統(tǒng)，本系統(tǒng)非常專業(yè)，經(jīng)驗(yàn)豐富，以專業(yè)人士的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。專家決策過(guò)程對(duì)于問(wèn)題求解同樣，知識(shí)的表達(dá)也可以不同。專家系統(tǒng)在電網(wǎng)故障診斷中的應(yīng)用是基于生產(chǎn)規(guī)律的，體現(xiàn)了預(yù)防措施。企業(yè)家的診斷經(jīng)驗(yàn)在知識(shí)庫(kù)模型專家系統(tǒng)中是錯(cuò)誤的。該系統(tǒng)允許添加或修改規(guī)則，以確保實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)和有效的車輛故障排除。當(dāng)然，這些線索在一定程度上符合人們的語(yǔ)言習(xí)慣和口譯能力。

證明獲取完整的知識(shí)是建立故障診斷專家系統(tǒng)的核心。知識(shí)庫(kù)不完整，可能導(dǎo)致失敗或結(jié)論。因?yàn)閷＜蚁到y(tǒng)需要在知識(shí)庫(kù)中搜索和匹配規(guī)則集來(lái)實(shí)現(xiàn)診斷，因?yàn)橄到y(tǒng)龐大而簡(jiǎn)單。能源系統(tǒng)專家認(rèn)為這是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。他們通常使用著名的模型，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和調(diào)整，得到相應(yīng)的解決方案。此外，由于缺乏有效的故障診斷專家系統(tǒng)魯棒性和易出錯(cuò)的診斷方法。錯(cuò)誤的信息、專家系統(tǒng)的研究人員等方法來(lái)改進(jìn)這一問(wèn)題，有望為專家系統(tǒng)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能診斷系統(tǒng)的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種人工智能技術(shù)，用于模擬數(shù)據(jù)的傳輸和處理。與專家系統(tǒng)相比，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最大的特點(diǎn)是神經(jīng)元的使用和連接。處理持續(xù)的干擾會(huì)產(chǎn)生正確的結(jié)果。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電網(wǎng)故障診斷中的應(yīng)用主要包括故障定位和故障識(shí)別，無(wú)法解釋的診斷結(jié)果。因此，盡管對(duì)錯(cuò)誤有一定的容忍度，但它不能提供幫助企業(yè)家總結(jié)錯(cuò)誤的信息。

4.3 模糊智能診斷方法的應(yīng)用

模糊理論是一種智能技術(shù)，它提供了一套完整的邏輯推理和模糊推理。模糊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類似于專家系統(tǒng)，包括模糊知識(shí)庫(kù)、模糊推理機(jī)和模糊推理機(jī)。目前，模糊理論已被引入到輸電網(wǎng)絡(luò)故障診斷中。網(wǎng)絡(luò)故障診斷的不確定性主要是由故障保護(hù)或故障觸發(fā)等因素引起的。信號(hào)傳輸誤差這些不確定因素往往導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確，必須嚴(yán)格執(zhí)行專家系統(tǒng)。然而，在專家模糊理論的整合下，從理性上改變。除了診斷系統(tǒng)和模糊專家系統(tǒng)的結(jié)合外，還可以結(jié)合其他人工智能技術(shù)來(lái)分析其影響。智能診斷系統(tǒng)中的不確定因素及測(cè)量精度的提高知道男孩需要正確的信息是很重要的應(yīng)用。

5 當(dāng)前面臨的主要問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

目前，電網(wǎng)故障診斷中存在的主要問(wèn)題是處理不當(dāng)和各種故障診斷方法的不確定性。數(shù)據(jù)不完整，沒(méi)有明確的方法解決這個(gè)問(wèn)題?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷和結(jié)構(gòu)變化的智能診斷方法網(wǎng)絡(luò)對(duì)故障診斷有明顯的影響。從目前電網(wǎng)故障診斷存在的問(wèn)題出發(fā)，展望了未來(lái)電網(wǎng)故障診斷的研究方向。

基于多模智能融合的故障診斷方法研究目前，基于raid 的電網(wǎng)故障診斷方法在許多專家中得到了廣泛的應(yīng)用。知識(shí)與技術(shù)的優(yōu)化結(jié)合各種智能技術(shù)，吸取矢量的弱點(diǎn)，是未來(lái)故障診斷的重要趨勢(shì)。最新診斷指南多源融合技術(shù)診斷方法研究目前，電網(wǎng)故障智能診斷技術(shù)主要采用開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)。正確的容忍度和容錯(cuò)性更好。將不同電源和電量的數(shù)據(jù)集中起來(lái)，充分利用故障源信息數(shù)據(jù)可以進(jìn)行分析。分布式智能技術(shù)故障診斷研究配電網(wǎng)故障診斷方法可用于大型電網(wǎng)的故障診斷和故障診斷。中國(guó)電力科學(xué)研究院電網(wǎng)故障診斷專家采用貝葉斯診斷網(wǎng)絡(luò)和大規(guī)模系統(tǒng)不確定性信息。網(wǎng)絡(luò)故障診斷的實(shí)踐研究目前，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者在電網(wǎng)故障診斷理論方面取得了很大的成果。因此，如何將理論應(yīng)用于實(shí)踐，仍是今后一個(gè)重要的課題。故障診斷功能是整個(gè)實(shí)際故障診斷系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)故障診斷的重要保證。

6 結(jié)束語(yǔ)

基于智能方法的故障診斷是一個(gè)新的發(fā)展方向。介紹了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法。指出了近年來(lái)電網(wǎng)故障診斷中存在的問(wèn)題和研究進(jìn)展。這些智能理論還處于理論階段，存在許多不足，需要改進(jìn)其應(yīng)用方式。提高工程實(shí)踐水平以及電網(wǎng)故障診斷的準(zhǔn)確性和速度具有重要意義。網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)機(jī)是一種高智能、高速度、高質(zhì)量的實(shí)時(shí)智能故障診斷系統(tǒng)。