一种智能电网故障的动态层次诊断装置及方法制造方法及图纸

一种智能电网故障的动态层次诊断装置，包括数据采集与监控单元、数据处理单元、数据库单元、通讯单元和人机交互单元。智能电网发生故障后，计算故障诊断启动条件以确定诊断策略；故障诊断策略包括开关层诊断、馈线层诊断和变电站层诊断；若开关动作信息在故障前后的变化显著，启动开关层诊断；若电气量信息在故障前后的变化显著，则启动变电层诊断；开关层诊断过程中，若故障元件，则诊断结束；否则调取开关历史动作记录，若存在与当前开关动作匹配记录，则启动变电站层诊断；否则启动馈线层诊断。本方法根据电网故障后多源故障信息的不同特点、及各类信息获取和处理的难易程度，对故障层次化分析，充分利用各类故障信息，提高故障诊断准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于输配电
，特别涉及。
技术介绍
随着智能电网的大力发展，对电网高效、可靠、安全运行的要求也越来越高，因此要求电网故障诊断与故障恢复有更高的快速性与有效性。电网发生故障时，快速、准确的故障诊断能够有效缩短停电时间、缩小故障区域、减少对用户的不利影响。目前，对于电网故障诊断的方法有很多，主要包括专家系统、人工神经网络、模糊理论、优化技术、petri网络、粗糙集理论等。但这些方法都存在一定的缺陷，如专家系统知识库形成复杂、诊断速度慢、容错能力差，人工神经网络收敛速度慢、缺乏解释能力等，都无法快速准确的得到诊断结果。因此，可将诊断过程进行层次化处理，根据不同处理层特点采用不同的推理方法。 电网的数据信息来自多个测量系统，包括SCADA系统、广域监测系统、故障信息系统、故障录波系统等。各系统所测量信息有重复数据也有独立信息，彼此为信息互补关系，因此仅通过单一信息源无法获取全部故障信息，而基于全部故障信息的诊断策略又过于繁琐、诊断速度较慢，这就需要一种依据决策需要提取不同数据信息的动态诊断决策。另外，电网中各种监控与管理设备的大量应用，导致故障信息存在很大程度的不确定性，这些不确定性来自故障发生的随机性，数据采集的模糊性，海量冗余信息造成的粗糙性和认知信息缺乏带来的不确定性。因此故障诊断过程中必要的冗余数据与不确定信息处理是提高诊断准确性的重要措施。因此，一种可动态调整纵向与横向诊断策略的多层次故障诊断方法及装置的提出，具有一定的现实意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供。本专利技术的技术方案如下—种智能电网故障的动态层次诊断装置，包括数据采集与监控单元、数据处理单元、数据库单元、通讯单元和人机交互单元；所述数据采集与监控单元用于电网的状态监测、安全监视和报警处理、数据采集、拓扑分析、故障信息记录；所述数据处理单元处理故障诊断数据；所述数据库单元用于存储历史记录数据库与故障诊断规则库并完成数据备份与管理；历史记录数据库存储电网系统运行的全部数据信息，故障诊断规则库存储历史故障诊断规则，且每条诊断规则包括故障时刻的开关信息、保护信息、电气量信息及故障诊断结果；该装置的连接为数据采集与监控单元通过一个通讯单元与数据处理单元连接，数据处理单元通过另一通讯单元与人机交互单元连接，数据处理单元还与数据库单元连接。所述数据采集与监控单元包括数据采集与监视控制系统(SCADA系统)、广域监测系统(WAMS系统)、故障信息系统和故障录波系统；所述数据处理单元包括多源信息预处理模块、开关层诊断模块、馈线层诊断模块、变电站层诊断模块、数据约简模块和决策控制模块，各模块在决策控制模块的控制下，既独立运行又协调工作，进行智能电网故障诊断；所述通讯单元包括信息接收模块、信息发出模块、信息传输模块、协议控制模块。本装置通讯单元均采用RS-485标准接口和RS-485串行异步光纤环网通讯方式，适合于多通信节点、且节点位置分散的通讯环境；所述人机交互单元是故障诊断系统与操作人员的交互接口，实现运行人员对系统的监视与控制。采用上述智能电网故障诊断装置进行故障诊断的方法，包括如下步骤步骤I :智能电网发生故障后，计算故障诊断启动条件以确定诊断策略；所述故障诊断策略包括开关层诊断、馈线层诊断和变电站层诊断；故障诊断启动条件用于表征智能电网故障时的开关动作信息和电气量信息在故障前后的变化情况；故障诊断启动条件SC的公式如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电网故障的动态层次诊断装置，其特征在于：包括数据采集与监控单元、数据处理单元、数据库单元、通讯单元和人机交互单元；所述数据采集与监控单元用于电网的状态监测、安全监视和报警处理、数据采集、拓扑分析、故障信息记录；所述数据处理单元处理故障诊断数据；所述数据库单元用于存储历史记录数据库与故障诊断规则库并完成数据备份与管理；历史记录数据库存储电网系统运行的全部数据信息，故障诊断规则库存储历史故障诊断规则，且每条诊断规则包括故障时刻的开关信息、保护信息、电气量信息及故障诊断结果；该装置的连接为：数据采集与监控单元通过一个通讯单元与数据处理单元连接，数据处理单元通过另一通讯单元与人机交互单元连接，数据处理单元还与数据库单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能电网故障的动态层次诊断装置，其特征在于包括数据采集与监控单元、数据处理单元、数据库单元、通讯单元和人机交互单元； 所述数据采集与监控单元用于电网的状态监测、安全监视和报警处理、数据采集、拓扑分析、故障信息记录； 所述数据处理单元处理故障诊断数据； 所述数据库单元用于存储历史记录数据库与故障诊断规则库并完成数据备份与管理；历史记录数据库存储电网系统运行的全部数据信息，故障诊断规则库存储历史故障诊断规贝U，且每条诊断规则包括故障时刻的开关信息、保护信息、电气量信息及故障诊断结果； 该装置的连接为数据采集与监控单元通过一个通讯单元与数据处理单元连接，数据处理单元通过另一通讯单元与人机交互单元连接，数据处理单元还与数据库单元连接。2.根据权利要求I所述的智能电网故障的动态层次诊断装置，其特征在于所述数据采集与监控单元包括数据采集与监视控制系统、广域监测系统、故障信息系统和故障录波系统； 所述数据处理单元包括多源信息预处理模块、开关层诊断模块、馈线层诊断模块、变电站层诊断模块、数据约简模块和决策控制模块，各模块在决策控制模块的控制下，进行智能电网故障诊断； 所述通讯单元包括信息接收模块、信息发出模块、信息传输模块、协议控制模块。3.根据权利要求I所述的智能电网故障的动态层次诊断装置，其特征在于所述通讯单元采用RS-485标准接口和RS-485串行异步光纤环网通讯方式。4.采用权利要求I所述的智能电网故障的动态层次诊断装置进行智能电网故障的动态层次诊断方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I :智能电网发生故障后，计算故障诊断启动条件以确定诊断策略； 所述故障诊断启动条件用于表征智能电网故障时的开关动作信息和电气量信息在故障前后的变化情况； 所述故障诊断策略包括开关层诊断、馈线层诊断和变电站层诊断； 步骤2 :根据步骤I计算出的故障诊断启动条件，若开关动作信息在故障前后的变化显著，则执行步骤3，启动开关层诊断；若电气量信息在故障前后的变化显著，则执行步骤5启动变电层诊断； 步骤3 :启动开关层诊断，采用基于网络关联矩阵的深度优先搜索方法确定故障区域，并利用弹性截止条件控制搜索进程，若故障区域内可疑故障元件唯一，则该元件为故障元件，则转至步骤6，诊断结束；否则从历史记录数据库调取开关历史动作记录，若调取的开关历史动作记录中存在与当前开关动作匹配记录，则执行步骤5，启动变电站层诊断；若调取的开关历史动作记录中不存在与当前开关动作匹配记录，则执行步骤4，启动馈线层诊断； 步骤4 :启动馈线层诊断，根据可疑故障元件的保护信息，结合其关联断路器动作信息，采用建立Petri网模型的方式确定故障元件，并放入故障元件集，若故障元件集中的故...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆杞，刘鑫蕊，王英男，孙秋野，王瑛，张婧，张化光，杨珺，梁雪，
申请(专利权)人：辽宁省电力有限公司沈阳供电公司，东北大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：