基于保护动作链的电力系统故障诊断的方法技术方案

基于保护动作链的电力系统故障诊断的方法，首先建立模型，包括网络建模和保护信息建模，然后在电网调度自动化系统中，通过获取的电力系统告警信息，进行基于保护动作链的故障诊断。本发明专利技术方法分析保护动作告警和断路器动作告警之间的配合关系，保护动作的重要等级，以及有效保护动作关联的被保护主设备之间的关系，形成以可疑故障元件为单位的保护动作链，实现对电力系统的故障位置进行诊断，达到分析快速的诊断效果，同时由于对网络建模要求不高，所以模型维护方便，特别是对于建模较为困难、高级应用程度不高的调度系统，由于本发明专利技术故障诊断方法对网络建模要求低，是一种非常实用的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力系统故障诊断方法，适用在集控站监控系统对电力系统的故 障位置进行诊断，为一种基于保护动作链的电力系统故障诊断方法。
技术介绍
随着科技的进步和自动化水平的提高，调度系统中接入的远动信息和继电保护信 息越来越丰富，丰富的远动、保护信息是一把双刃剑，一方面给集控站的监控人员提供了故 障诊断依据，另一方面则是故障来临时，很短时间内涌入监控后台的大量信息，包括正确报 警信息，误传信息，重复信息，不相关信息等，往往会使监控人员应接不暇，茫然不知所措。从调度人员作为调度自动化系统使用者的角度来讲，需要在故障来临时，快速定 位故障元件，为后续的故障隔离和故障恢复争取时间，将电网故障造成的损失降到最低程 度。所以，在故障来临时，尤其是电力系统发生复杂故障，如扩大性故障、多重故障、越级故 障，如何快速的进行故障诊断和定位，成为首先需要解决的问题。现有的资料显示，虽然现在有关于电力系统故障诊断的方法很多，但是，存在一定的缺陷。原因如下第一，大多数故障诊断，比如基于优化的方法、贝叶斯网络法、停电区域搜索法，在 分析之初就要对故障区域进行划定，故障区域划定后，再利用各种故障诊断方法对断路器 跳合动作或事故后状态和少数保护动作信息进行分析，而故障区域的确定还是利用网络停 电区域的分析才能得到，而网络停电区域的分析则依赖于科学完备的网络建模和外网等值 模型建模工作。这些方法的提出是基于多数保护动作信息不可观测的情况下提出的，具有 一定的效果。但这些方法对于具有高级应用使用需求较多，维护人员水平较高的地级及以 上调度自动化系统相对较容易实现；而对于一些小型的调度系统，有些小型调度，包括集控 站系统根本不具有高级应用功能模块，也不具有这方面的功能的维护能力。加之，电力系统 发展变化比较频繁的国情，要求维护人员为了故障诊断经常维护电网模型不现实。另外，很 多调度系统所辖的变电站间可能不存在直接的连接关系，采用以上方法进行故障诊断分析 必需进行精准的状态估计和拓扑分析，对所辖的变电站进行网络建模，进行外网等值等工 作也比较困难。所以在这种情况下，故障诊断采用那套思路去做是不合适的。第二，有些方法，比如采用基于模糊集理论和专家系统的方法来解决不用外网网 络建模的问题，但是需要在保护关系有向图中，为不同类型的保护信息赋不同的权重，权重 的设置具有一定的技巧或者基于一定的历史统计数据，而且必须要对保护信息细致的划分 类型，比如主保护/第一近后备保护/第二后备保护。由于条件限制，主要是通道数量限 制，目前接入调度端的保护动作告警大多是硬接点信号或者软包信号。从获得的信号来看 很多无法明确的确定此信号是主保护，还是第一近后备保护，还是第二后备保护，比如信号 “某站851甲线931保护动作”。这就造成了理论方法与现实数据源的一对矛盾，如果要采 用这种方法进行故障诊断必需要大规模改造接入的远动信号，而现实中，由于通道数目和 容量的限制等客观原因，以及自动化维护人员长期以来接入信号养成的习惯等主观原因，不可能把所有的信号都送上来，要使实际工程中接入的信号作为分析数据源完全满足这种 分析方法，显然不是件很现实的事情。所以这些大多数从依托于实验室模型实现的方法都 不适用于调度自动化系统生产运行的真实情况。需要进行细致的保护信息类型划分的方法 还有信息理论方法、前文提到的贝叶斯方法等。第三，学界还提出了很多其他的方法，如，基于数据挖掘技术的故障诊断方法，可 以从大量数据中提取有用信息，将故障诊断问题转化为寻找与实际故障事件模式最相似的 标准故障事件。但是由于实际电网中继电保护配合的复杂性和固有的随机性，如保护延伸 范围和可靠性，使标准故障模式的确定有待进一步研究，比如，历史数据中确实这样的运行 方式和电网结构下，这些告警信息与某电网故障相匹配，但目前在经济大发展的宏观背景 下，我国电网结构每年都会发生变化，同时，随之保护装置的整定方案也在变化，所以在相 似的告警信息不代表相似的故障。人工神经网络法将故障诊断问题视为模式识别问题，可 避免专业知识和专家启发性知识规则的形成，即建模过程简单，但为此需要建立比较完全 的训练样本，将预选事故集作为输入，故障信息集作为输出。而训练样本库的完全性，以及 提高训练速度和收敛性至今都是该方法实际工程使用的瓶颈问题。综上所述，面对我国规模不断发展变化的电网结构，某些小型调度，特别是集控站 管辖变电站之间不存在直接连接关系，接入系统的保护告警信息具有的综合性和概要性， 等等，面对这些情况复杂的实际现场条件，之前的故障诊断方法由于存在网络建模要求高， 或者需要对保护动作分析数据源做细致分类，或者方法本身存在的实用化瓶颈，比如训练 样本库，专家规则库完全性的难以保证，等等问题，使这些方法难以得到实用化。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是面对情况复杂的电网结构，现有电力系统故障诊断方法 存在诸多问题，难以得到有效实用化，需要提供一种适用于集控站监控系统的电力系统故 障诊断方法，充分利用集控站系统丰富的告警信息数据，以更为简单的网络建模方式和保 护建模方式为基础进行电力系统故障位置判断的方法。本专利技术的技术方案为，包括以下步 骤步骤一建立模型1)、完成网络建模利用图形编辑工具将一次设备及其连接关系填入数据库，构建 网络设备库；2)、保护信息建模在网络建模的基础上，在数据库中为一次设备对象添加保护装 置对象，并为保护装置对象添加相应的保护信息，按照一次设备，保护装置，保护信息，跳闸 断路器的层次关系进行保护信息建模，建立保护主设备——保护信息——断路器动作之间 的关联关系，这里保护主设备指一次设备；步骤二 故障诊断第1步设定启动故障诊断判据，实时逐条扫描数据采集与监视控制SCADA系统的 告警信息，寻找满足启动故障诊断判据的告警信息，记录符合故障诊断判据的告警信息，得 到故障诊断信息表CFA ；第2步获得符合判据的告警信息后，将此告警信息标记为当前故障时段的第一条告警信息；第3步设定故障告警结束判据，根据故障告警结束判据，确定当前故障时段最后一条告警信息；第4步进入故障诊断的预处理阶段，对故障诊断信息表CFA内的告警信息进行过 滤，只保留会触发断路器跳闸的保护动作信息、自动装置动作信息和断路器变位信息；第5步针对过滤后的告警信息进行基于保护动作链的故障诊断，所有保护动作 链组成保护动作链表PAG，保护动作链指电网中安装在各主设备上的保护装置应对一个电 网事故时，将某一故障隔离在一定停电区域内的处理动作过程；第6步故障诊断结果的显示以及故障诊断报告的保存；其中，当前故障时段指从满足启动故障诊断判据开始，一直到满足故障告警结束 判据为止的时段。本专利技术的故障诊断判据定义为以下四个条件的组合A 厂站事故总信息动作信息；B 断路器分闸或者事故跳闸信号的出现；C 触发跳闸的保护告警动作信息；D 触发断路器变位的自动装置动作信息；这四个条件中只要有一个条件满足则满足启动故障诊断判据的要求，即故障诊断 判据 E = AUBUCUD:故障告警结束判据定义为以下条件的组合F 在此告警信息发生后一段时间Tdelta内没有新的告警信息出现；G 在此告警信息发生后一段时间Tdelta内虽然有新告警信息出现，但新告警信 息发生时间距离当本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于保护动作链的电力系统故障诊断的方法，其特征是包括以下步骤：步骤一：建立模型：１）、完成网络建模：利用图形编辑工具将一次设备及其连接关系填入数据库，构建网络设备库；２）、保护信息建模：在网络建模的基础上，在数据库中为一次设备对象添加保护装置对象，并为保护装置对象添加相应的保护信息，定义保护信息的属性，按照一次设备，保护装置，保护信息，断路器跳闸的层次关系进行保护信息建模，建立保护主设备－－保护信息－－断路器动作之间的关联关系，这里保护主设备指一次设备；步骤二：故障诊断：第１步：设定启动故障诊断判据，实时逐条扫描数据采集与监视控制ＳＣＡＤＡ系统的告警信息，寻找满足启动故障诊断判据的告警信息，记录符合故障诊断判据的告警信息，得到故障诊断信息表ＣＦＡ；第２步：获得符合判据的告警信息后，将此告警信息标记为当前故障时段的第一条告警信息；第３步：设定故障告警结束判据，根据故障告警结束判据，确定当前故障时段最后一条告警信息；第４步：进入故障诊断的预处理阶段，对故障诊断信息表ＣＦＡ内的告警信息进行过滤，只保留会触发断路器跳闸的保护动作信息、自动装置动作信息和断路器变位信息；第５步：针对过滤后的告警信息进行基于保护动作链的故障诊断，所有保护动作链组成保护动作链表ＰＡＧ，保护动作链指电网中安装在各主设备上的保护装置应对一个电网事故时，将某一故障隔离在一定停电区域内的处理动作过程；第６步：故障诊断结果的显示以及故障诊断报告的保存；其中，当前故障时段指从满足启动故障诊断判据开始，一直到满足故障告警结束判据为止的时段。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏可青，顾全，姜彬，陈根军，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]