一种智能变电站故障诊断方法技术

一种智能变电站故障诊断方法，按以下10个步骤进行：步骤1：采集故障假说向量的各个变量；步骤2：组网建模分析；步骤3：建立样本矩阵进行评估；步骤4：计算故障假说对应的目标函数值；步骤5：判断是否满足终止条件；步骤6：得到正确的故障假说；步骤7：实际中收到的警报状态；步骤8：比对信息；步骤9：漏报或误报的警报、误动拒动的断路器；步骤10：对故障进行消缺，恢复正常运行。本发明专利技术降低了电力系统的管理成本，改变了落后、陈旧的人工故障分析和处理模式，大大降低了智能变电站运行的人力和物力，降低了的生产成本，提高了工作效率，为智能变电站建设和运行提供了技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电学领域，尤其涉及。
技术介绍
智能变电站是采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信 平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检 测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等 高级功能的变电站。智能变电站主要包括智能高压设备和变电站统一信息平台两部分。智 能高压设备主要包括智能变压器、智能高压开关设备、电子式互感器等。智能变压器与控制 系统依靠通信光纤相连，可及时掌握变压器状态参数和运行数据。当运行方式发生改变时， 设备根据系统的电压、功率情况，决定是否调节分接头；当设备出现问题时，会发出预警并 提供状态参数等，在一定程度上降低运行管理成本，减少隐患，提高变压器运行可靠性。智 能高压开关设备是具有较高性能的开关设备和控制设备，配有电子设备、传感器和执行器， 具有监测和诊断功能。电子式互感器是指纯光纤互感器、磁光玻璃互感器等，可有效克服传 统电磁式互感器的缺点。变电站统一信息平台功能有两个，一是系统横向信息共享，主要表 现为管理系统中各种上层应用对信息获得的统一化；二是系统纵向信息的标准化，主要表 现为各层对其上层应用支撑的透明化。 智能变电站作为调度中心与变电站的联系枢纽，直接面对系统运行和设备的运维 管理，集指挥、调度、监视、操作于一身，其运行及决策智能水平对提高电力系统的自愈能力 及供电的可靠性起到重要作用。但目前警报处理、故障诊断及事故处理的研究大都集中于 电力系统调度中心或者变电站，如基于解析模型的电力系统警报处理的研究，基于人工神 经元网络电力系统故障诊断的研究、基于多agent的电力系统主从递阶恢复决策的研究。 上述研究已经在理论研究方面取得一定的突破，有些甚至已经在实际系统中得到应用。而 基于智能变电站的故障诊断方法和事故处理的理论及其应用研究极其缺乏。 另一方面，发生事故时，智能变电站将在几十秒内往往收到警报达数百条，值班员 通过监控系统的变电站主接线寻找确定事故影响范围，确定及记录断开的断路器及保护动 作信息，并分发至各部门，上报调度，同时进行事故分析；班组运行人员，根据所有的报文上 传信息，跳闸、保护动作情况，根据经验分析大致的事故原因，紧急安排巡维中心人员现场 检查。由于报文量过大，事故处理又需要在短短的几分钟之内完成，监控人员凭借的电力知 识及经验很难及时有效对故障进行正确判断。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供，本专利技术特征在于， 按以下10个步骤进行： 步骤1 :采集故障假说向量的各个变量； 采集继电保护、断路器动作、各种报警信息之间关联逻辑，主要才采集智能变电站 内部静态数据Datal里面的继电保护信息和实时数据Data2里面的断路器动作警报； 步骤2:组网建模分析； 将步骤1采集到的信息分类为4类：关键告警信息、继电保护信息、原因事件和出 口断路器信息； 步骤3 :建立样本矩阵进行评估； 建立样本矩阵进行评估的目的是筛选并剔除相关性弱的信息，提高采集信息的准 确性和重要性； 假设智能变电站中共有n+m信息，η为继电保护信息（BI?B6)，m为出口断路器 信息（Dl?D6)，在该时段内的事件原因采样数为k个（Cl?C5);建立样本矩阵： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能变电站故障诊断方法，其特征在于，按以下10个步骤进行：步骤1：采集故障假说向量的各个变量；采集继电保护、断路器动作、各种报警信息之间关联逻辑，采集智能变电站内部静态数据Data1里面的继电保护信息和实时数据Data2里面的断路器动作警报；步骤2：组网建模分析；将步骤1采集到的信息分类为4类：关键告警信息、继电保护信息、原因事件和出口断路器信息；步骤3：建立样本矩阵进行评估；建立样本矩阵进行评估的目的是筛选并剔除相关性弱的信息，提高采集信息的准确性和重要性；假设智能变电站中共有n+m信息，n为继电保护信息(B1～B6)，m为出口断路器信息(D1～D6)，在该时段内的事件原因采样数为k个(C1～C5)；建立样本矩阵：其中向量Vi看作空间V的一个样本组，则V中样本组数量为n，维数为k；假设将样本组划分为c个类，即c个机群；设聚类划分次数为t(t≥1，t∈N)，初始时令t＝1，从所有样本组中任意选择c(1≤c≤n)个样本组作为c个类Gp(p＝1,2,…,c)的初始聚类中心mp(1)=(mp,1(1),mp,2(1),···,mp,k(1))=(Vi,1,Vi,2,···,Vi,k)(p=1,2,...,c)]]>则任意一个样本组Vi到c个聚类中心的欧氏距离为d(Vi,mp(1))=Σj=1k(Vi,j-mp,j(1))2(p=1,2,...,c)]]>对于任意一个样本组Vi，总是一个使达到最小，则将Vi划分到类Gp中；遍历完所有的样本组，完成1次聚类划分；定义聚类的平方误差总和：E(t)=Σp=1cΣVi∈Gp|Vi-mp(t)|2]]>作为评估类内相似性的指标，将E(t)＞1的数据全部剔除；以下步骤只计算E(t)≤1的数据；步骤4：计算故障假说对应的目标函数值；以带电断路器分闸动作为事故的起始信号；断路器是否带电由拓朴结构分析进行停电区域识别一旦事故发生，利用经智能过滤后警报信息寻找所有可能的原因事件构成故障假说集，由此将故障原因求解问题表示为无约束0‑1整数规划问题；设为实际收到经智能警报处理后的关键警报信息集，其中ai和为断路器动作信息及发生时间，bm和保护动作信息及发生时间；为期望收到的关键警报信息集；故障假说集H为所有可能的原因事件集合；目标函数Fobj(Hi)用于衡量故障假说集H中某故障假说Hi的合理性，目标函数为：Fobj(Hi)=min(w1|▿M(Hi)|+w2|T(Hi)|+w3|Hi|)]]>其中，警报覆盖度指标▽M(Hi)为K维向量(K为警报信息总数)；|▽M(Hi)|反映了故障假说Hi对应期望警报不能覆盖实际警报信息的数目；即故障假设Hi与警报实况的覆盖度，其值越小，意味着故障假说越接近于故障实际状态的一个覆盖；故障假说差异度指标T(Hi)为K维向量，|T(Hi)|反映实际警报信息和故障假设Hi对应的期望警报集合M*(H)的差异度，|T(Hi)|越小，意味着故障设备、误动或拒动的保护和断路器总数越少，故障假说Hi的可信度越高；步骤5：判断是否满足终止条件；对上述形成的无约束0‑1整数规划问题的目标函数进行寻优求解，最终得到最优解Hbest，可求出可信度最高的故障假说，函数Fobj(Hi)有最优解即满足终止条件，满足条件转步骤6；若函数Fobj(Hi)无最优解则转步骤3，继续进行建立故障样本矩阵进行评估，剔除粗大误差；步骤6：得到正确的故障假说；此时已经得到正确的故障假说，即正确的故障假说对应期望收到的各警报状态；步骤7：实际中收到的警报状态；采集智能变电站内部实时数据Data2里面提供的实际保护动作警报；步骤8：比对信息；将步骤6与步骤7的信息进行比对，输出诊断结果；步骤9：漏报或误报的警报、误动拒动的断路器；根据所得到诊断结果，即可判断出漏报与误报，误动、拒动断路器；其判断原则为：期望中有而实际未发生为漏报或断路器拒动；而期望中没实际发生为误报或断路器误动；步骤10：对故障进行消缺，恢复正常运行；事故诊断结果出来后，根据步骤9的结果，对故障进行消缺，智能快速地进行事故处理，恢复正常运行。...

【技术特征摘要】
1. 一种智能变电站故障诊断方法，其特征在于，按以下10个步骤进行： 步骤1 :采集故障假说向量的各个变量； 采集继电保护、断路器动作、各种报警信息之间关联逻辑，采集智能变电站内部静态数 据Datal里面的继电保护信息和实时数据Data2里面的断路器动作警报； 步骤2:组网建模分析； 将步骤1采集到的信息分类为4类：关键告警信息、继电保护信息、原因事件和出口断 路器信息； 步骤3 :建立样本矩阵进行评估； 建立样本矩阵进行评估的目的是筛选并剔除相关性弱的信息，提高采集信息的准确性 和重要性； 假设智能变电站中共有n+m信息，η为继电保护信息（BI?B6)，m为出口断路器信息 (Dl?D6)，在该时段内的事件原因采样数为k个（Cl?C5);建立样本矩阵：其中向量\看作空间V的一个样本组，则V中样本组数量为n，维数为k; 假设将样本组划分为c个类，即c个机群；设聚类划分次数为t(t> 1，teN)，初始时 令t= 1，从所有样本组中任意选择c(l<c<η)个样本组作为c个类Gp(p= 1，2,…，c) 的初始聚类中心则任意一个样本组\到c个聚类中心的欧氏距离为对于任意一个样本组Vi，总是3-个(P=1，2,…，e )使达到最小，则将Vi 划分到类Gp中； 遍历完所有的样本组，完成1次聚类划分；定义聚类的平方误差总和：作为评估类内相似性的指标，将E(t)> 1的数据全部剔除；以下步骤只计算E(t)< 1的 数据； 步骤4 :计算故障假说对应的目标函数值； 以带电断路器分闸动作为事故的起始信号；断路器是否带电由拓朴结构分析进行停电 区域识别一旦事故发生，利用经智能过滤后警报信息寻找所有可能的原因事件构成故障假 说集，由此将故障原因求解问题表示为无约束0-1整数规划问题； 设2 = !(?,Λ)…一(H)}为实际收到经智能警报处理后的关键警报信 息集，其中叫和^为断路器动作信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈鑫，闫永梅，曹敏，丁心志，王昕，张林山，李月梅，
申请(专利权)人：云南电网公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53