电力系统及其自动化——论文


    第1章 绪  
    11 课题目意义
    电力系统中电集中分配电压电流变换变电站中实现作电力输配电系统中极关键环节变电站通变压器级电压电网联系起变电站障诊断障征兆信息变电站某检测量中提取出然通信息分析处理判断出障位置根源中包括保护开关动作断路器跳闸等障征兆信息变电站监控系统障录波器检测量提供判断出障根源般输电线路变压器母线功补偿设备等
    改革开放电网规模着电力系统开展越越区域电网间联系越越紧密类电压等级变电站数量历年递增导致电网结构愈加复杂变电障电力系统影响范围严重程度增加时电力公司正逐步建立完善集控站系统越越变电站实现值守户电质量求越越高令运行员快速准确找障位置辨识隔离真正障元件非障区域迅速恢复障前状态增强供电性连续性目前急需解决问题
    时变电站断提高综合动化水继电保护动装置变电站中越越应二次设备会变电站发生障时产生量诸断路器跳闸保护装置告警保护动作障录波器动作等等报警信息变电站发生障瞬间报警信息会加选择出现监控系统异常窗口果出现复杂重障断路器保护出现动作正常〔拒动误动〕告警信号受干扰丧失等情况时障诊断复杂性问题更会严重凸显种情况调度运行员短时间阅读未加工处理报警信息理解中含义抓住报警信息实质相困难现场员极易产生误判断误处理致扩事范围拖延障恢复时间甚开展成更严重停电事研究变电站智化障诊断方法调度运行员提供辅助判具重理意义实践指导作
    12 国外研究成果
    障诊断问题研究追溯世纪60年代时研究者试图传统数学建模方法解决问题障诊断程计算技术非常复杂法传统数学模型计算方法描述致变电站障诊断问题研究进展极缓慢进入七八十年代中期着工智技术迅猛开展研究者中找条研究电网障诊断问题新路:工智技术电网障诊断相结合工智技术模仿类思维方式处理问题程具类似类学力验积累技术障诊断领域里脱颖出
    目前国外变电站障诊断领域应工智方法进行纳分类:基专家系统(Expert System)方法基工神网络(Artificial Neural Network)方法基模糊理(Fuzzy Theory)方法基Petri网方法基粗糙集〔Rough sets〕方法基Agent技术波分析〔Wavelet Analysis〕方法等
    1 专家系统(Expert System)
    早开发工智技术专家系统(Expert System)众工智技术中开展相成熟种作专家系统创始费根鲍姆〔E.A.Feigenbaum〕认该系统普通应软件种智化计算机程序专家样运丰富储藏知识严密推理步骤解决复杂问题专家系统仅合理利种资料中理知识处理种定性问题专家样进行总结运实际验求解非定性问题外专家系统快速处理数学解析法解决问题时幅缩需求解问题知识搜索范围减少推理路径加快解决问题速度提高推理效率
    专家系统模拟障诊断专家根底效完成障诊断程实际应程中然防止定缺乏:
    (1) 知识获取完备性验证困难程样获取完备知识库成障诊断专家系统瓶颈问题难免
    (2) 专家系统毕竟类样具新事物学力旦发生储藏知识库里法搜索新障情况导致专家系统错误诊断诊断
    (3) 专家系统没较容错力障尤保护装置断路器错误动作者丧失动作信息时候专家系统效识易产生错误诊断
    (4) 电力网络结构动化装置配置断变化作障诊断专家系统储藏知识库会进行相应修改校核见时更新专家系统知识库项费时费力工程
    年专家系统呈现新开展趋势:①ANN专家系统结合具备学联想功②模糊理专家系统结合实现确定性推理③粗糙集专家系统结合知识库具容错力
    2 工神网络(Artificial Neural Network)
    工神网络(Artificial Neural Network)种采模仿类神系统工作原理进行信息传输处理工智方法相较专家系统通神元神元间权重连接隐含处理系统知识优点外工神网络具优势:
    (1) 学力方面工神网络学程首先确定根结构紧接着算法进行样训练终完成身知识理解组织整学程结束工神网络具备定程度泛化力
    (2) 容错力方面输入信号带噪声干扰工神网络输出正确结果容错力相拟强
    (3) 执行速度方面神元间相独立进行计算样利系统事件行处理执行速度相拟快
    然障诊断领域应中ANN存点问题:
    (a) ANN够电网拓扑结构进行描述表示通常规模较采固定接线电网中应
    (b) 应ANN分析处理问题前需学足够典型样外学程采算法收敛速度快
    (c) ANN善分析带启发性知识缺少诊断结果进行解释功运行员理解结时存定障碍
    3 模糊理(Fuzzy Theory)
    模糊理(Fuzzy Theory)通传统模糊化时引入语言似推理逻辑解决确定性问题种智化技术该理更加符合类表达惯知识库利语言变量专家掌握验障诊断中防止存确定素专家系统求匹配致否极易产生错误结果模糊理引入专家系统方法中推理精确似转变专家系统容错力极提高
    模糊理防止存定缺乏运模糊理进行分析时常需类似根概率指派函数模糊隶属函数关统计概率分布等数附加信息先验知识获信息定难度
    4 Petri网(Petri net)
    Petri网(Petri net)年间德国数学家提出种通数学模型采视化描述离散事件系统静态结构动态行易理解时Petri网够描述离散事件系统结构抓住系统中事件先异步等特征电力系统继电保护根求选择性电网发生障时类保护会选择切障程Petri网络描述特适宜系统时发生次序发生活动
    利Petri网理型电网建模时设备增网络扩会导致状态组合爆炸时时间特征求高行根Petri网具备描述力采高级Petri网进行型复杂系统建模势必行
    5 粗糙集理(Rough Sets Theory)
    世纪末Z.Pawlak教授等提出种处理确定问题精确数方法粗糙集理(Rough Sets Theory)该方法研究象完整数处理精确知识知识进行学纳概率统计模糊集理处理问题方法相特点需求解问题时求处理数集合先验信息没必提供相客观表达处理确定问题变电站障诊断结模式分类问题粗糙集决策表方法解决类问题相适宜外变电站中存断路器保护装置误动拒动通信装置障等原造成信号完备问题粗糙集理容错力方面优势解决该问题充分发挥
    13 粗糙集结合Petri网方法行性分析
    变电站障诊断断路器保护动作情况判断障元件误动作断路器保护等中关键障元件识旦识出障元件利保护动作原理结合逻辑推理误动作断路器保护进行识
    障诊断信息继电保护动作信号断路器动作情况动重合闸动作情况障录波器信息等构成信息间强果关系信息通常信息出现产生说信息间冗余度高粗糙集应提供必条件运粗糙集通属性属性值约简排冗余条件属性属性值获简诊断规诊断效率提高然利粗糙集规进行推理决策程中数量较时规进行查表匹配计算量挺
    Petri网理图矩阵运算根底系统静态结构动态程进行描述推理种方法Petri网方法知识库系统具结构标准形式简单特点空间搜索推理效率高Petri网利简单矩阵运算演绎推理动态程求解速度快变电站实时障诊断然Petri网方法具备知识加处理力进行知识表达推理换句话说建立先验知识果先验知识存冗余信息Petri网模型规模会直接影响推理效率
    规知识进行决策推理问题粗糙集理Petri网理进行互补首先粗糙集理仅进行知识约简进行确定信息处理终实现知识属性优选获正确决策规次决策规Petri网理进行描述建立模型样利Petri网理推理程中优点终实现高效诊断粗糙集理Petri网理进行结合仅仅克服粗糙集查表搜索程计算量问题解决Petri网络先验知识存冗余性问题样优点充分发挥
    14 课题研究工作
    通阅读量文献文分析变电站障诊断特点障诊断信息源系统全面国外变电站障诊断方法进行纳总结根底变电站障诊断问题进行探索研究
    目前变电站障诊断课题面问题障信息确定性完备性类问题适合粗糙集(RS)理解决利粗糙集规进行推理决策程中数量较时规进行查表匹配计算量特文Petri网粗糙集理相结合利Petri网粗糙集理提取出诊断规进行描述利Petri网行推理力实现高效变电站障诊断时考虑变电站扩建通常次针某电压等级变电站电压等级划分相独立区域针区域进行诊断模型建立提高诊断灵活性适性研究容:
    (1) 针粗糙集理Petri网模型特点粗糙集理结合Petri网方法变电站障诊断应中行性优势进行分析确立基粗糙集理Petri网模型变电站障诊断方法
    (2) 变电站障诊断障表现征兆信息分析研究根底 文系统分析变电站障数源变电站常见障进行整理
    (3) 实际110kV变电站例电压等级划分相独立区域根开关保护动作情况考虑单重障开关拒动情况区域分建立建立变电站障诊断系统根底原始决策表
    (4) 利粗糙集理区域原始决策表进行属性约简属性值约简提取出诊断规然Petri网诊断规进行描述建立区域诊断模型
    (5) 建立障模型进行样测试方法分析拟结果说明:该方法确种快速准确容错性强适应性变电站障诊断方法高效进行变电站线障诊断具重意义

    第2章 变电站障诊断信息源常见障

    变电站障诊断系统运行调度员分析处理事辅助工具够帮助缩短事处理时间防止事进步扩提高变电站动化水具重意义SCADA()变电站运行监测系统运行员提供变电站进行监视控制台然变电站发生障瞬间现电力动化系统会毫选择采集量报警信息提供应监控运行员致运行员处理判断SCADA系统采集信息完全满足现场运行需种情况变电站障诊断应运生
    准确障诊断两方面决定:
    〔1〕障诊断否采准确完整信息
    〔2〕障诊断否采诊断方法
    变电站遇障时助SCADA系统采集障信息中障诊断利信息包括:电网遥信量信息断路器隔离开关等设备实时状态信息电网遥测量信息电压电流功武功功率测量值保护时间信息规约保护动作时间序记录〔〕信息等障源障信息传输处理速度信息障诊断作样通常情况继电保护断路器动作信号反响快快速障诊断隔离障录波器信息全面般事追忆
    21 SCADA系统根知识
    SCADA系统根结构数流程
    SCADA系统电力综合动化系统中根功模块计算机根底监视控制现场运行设备实现数采集参数调节设备控制测量类信号报警等种功熟知四遥根组成包括:FTU(馈线终端单元)RTU(远程终端单元)
    现变电站综合动化建设中SCADA系统微机保护装置RTU信息源运计算机系统监视操控变电控制信号测量等回路取代传统监控屏成功减少变电设备投资占面积提升二次设备性变电站SCADA系统硬件系统RTU信道站计算机构成根结构示意图图21

    图21 SCADA系统结构示意图
    目前变电站现场远方量测终端〔RTU〕装置两种分布线式数字远动装置微机远动装置实现功:
    (1)收集变电站现场量测量状态量等数遥测遥信数通站发出指令控制现场设备
    (2)采集数进行根处理包括:量测量死区拟状态量变位拟越限告警等
    (3)站间进行通信具体指进行通信规约处理数传送站时接收站达命令数
    SCADA系统现场设备间联系交流重台变电站中首先电压互感器电流互感器采集电气量送电流电压功率变送器中转换成直流电压信号次远方终端(RTU)中通路采样模数转换抗干扰编码三环节直流电压信号处理成数字信号继采调幅调频调相等调制方式调制信息载体然信号传输站计算机中进行解调智接口串转换译码处理达前置机信息前置机刻度转换初检测机确认否送入数库运行员通模拟盘显示器监控现场量测量状态量实现现场次设备监视控制详细数流程示意图图22图左侧次系统右侧二次系统

    图22 SCADA系统数传输流程示意图
    212 变电站SCADA系统功
    着综合动化水提高SCADA系统变电站普遍应变电站SCADA系统根功三点:
    (l) 种设备状态数采集控制指令发送
    监控系统变电站许运行信息进行采集分析处理运行信息包括次设备电压电流功率等时监控系统运行员提供观测数窗口外运行员利监控系统测控设备达控制命令(例开关分闸合闸等)实现现场次设备效控制
    (2) 种设备参数状态表达报警信号处理
    监控系统明确表示变电站设备状态量状态量包括断路器状态刀闸状态变化继电保护装置动作情况等变电站设备运行程中难免会出现短路电压负荷等异常情况监控系统提供事件报警功次设备运行种异常状态种变化迅速响应外监控系统具远程设备进行参数调节修改级电力调度系统发送数等作
    (3) 事追忆趋势分析
    监控目监视控制设备外设备运转情况进行分析评价事发生性进行预测意义考虑监控系统具实时历史数保存系统操作情况记录功
    22 变电站常见障
    变电站障诊断需判断障源通常电力线路母线变压器功补偿设备等面变电站中述设备常见障次进行详细介绍
    221 电力线路障
    电力线路电力系统重组成局部电通进行分配传输通常电源负荷中心传输电线路定义输电线路电压等级:35kV110kV220kV330kV500kV等担分配务线路称配电线路电压等级:380220V6kV10kV等变电间通输电线路进行联接通配电线路电送户电力线路结构分两类:架空输电线路电缆线路电力系统动脉运行情况决定电网安性性效益
    电力线路常见障类型障原见表21
    表21 电力线路障类型障原
    障类型
    障原
    断路障
    ① 导线外力作碰断
    ② 导线连接金具锈蚀连接头松脱
    ③ 铜铝接头严重腐蚀氧化造成断开
    ④ 导线连接部位发热熔断
    短路障
    ⑤ 导线绝缘层支持绝缘等受外力作损坏
    ⑥ 雷击风等恶劣天气导线间绝缘破坏
    ⑦ 导线绝缘子外表污秽造成闪络
    ⑧ 检修失误操作错误造成短路
    222 母线障
    母线变电站中重类元件变电中电压等级配电装置连接变压器等电气设备相应电压等级配电装置连接通母线实现母线软硬分矩形圆形截面裸导线通母线电集中分配传送旦母线发生障母线相连接元件停电甚造成变电站全站失压供电区域面积停电果非常严重
    母线身障短路障数情况单相接短路障母线失电指母线身障失电源般系统障继电保护开关误动该母线出线变压器等障开关保护拒动该母线电源开关越级跳闸致判断母线失电时出现现象:〔1〕该母线电压显示消失〔2〕该母线出线变压器负荷消失〔3〕该母线供站变失电
    母线障通常母线差动保护动作切引起母线差动保护动作原:〔1〕母线绝缘子污秽者雾天气等引起闪络〔2〕母线电压互感器发生障〔3〕连接母线电流互感器发生障〔4〕断路器装设母线侧隔离开关支持绝缘子损坏〔5〕工作员误操作产生母线障
    223 变压器障
    变压器作变电站核心设备变电站中位非常重作通变换电压达传输功率目变压器升压变压器降压变压器两种类型升压变压器进行升压线路损耗减少送电钱更加济实现电远距离传输降压变压器进行降压高电压变满足户需级电压变电站变压器安装户外受外界然环境影响拟时变压器运行受负荷影响加短路障威胁极出现异常障变压器常见障类型原表22
    表22 变压器障类型障原
    障类型
    障原
    部短路
    ① 相绕组间相间短路
    ② 相绕组线匝间短路
    ③ 某相绕组铁芯间接短路
    ④ 某相引出线外壳间接短路
    外部短路
    ① 外部引线间发生相间短路
    ② 绝缘套破损闪络等引起引出线外壳单相接短路
    功补偿设备障
    变电站功补偿设备联电容器联电容器功补偿电力系统功功率功率数提高改善电压质量降低线路损耗提高电力系统中电气设备出力电力系统中负荷变压器电动机等局部感性负荷运行程中需消耗量功功率变电站中安装联电容器等功补偿设备设备提供功功率够减少功功率电力系统中流动降低变压器线路等输送功功率造成电损耗
    变电站联电容器通常油浸式类电容器金属箔〔作极板〕绝缘纸起卷绕假设干元件绝缘件紧固件压装构成电容心子浸渍绝缘油中电容极板引线串联引出线瓷套端出线连接片现电力电容器装设放电线圈熔丝电容器常见障类型障原见表23
    表23 电容器障类型障原
    障类型
    障原
    渗油
    ① 外壳焊接处锈蚀
    ② 瓷质套外壳交界方裂纹
    ③ 旋紧套接头螺栓程中力造成套破裂
    ④ 设备外壳质量渗漏点
    异响
    ① 外部套引线接头发生放点
    ② 部电容局部放电
    ③ 部引接线松动接触良造成放电
    发热
    ① 导线连接处螺丝松动
    ② 反复投切屡次受励磁涌流作
    ③ 电压运行
    ④ 环境温度高
    电容击穿
    ① 动物〔老鼠等〕钻入引线接头间造成短路
    ② 瓷瓶外表积攒量灰尘受潮等外部影响发生相间短路
    ③ 长期电压情况运行绝缘介质早老化
    变形爆破
    ① 绝缘油渗漏部进入空气导致介质膨胀
    ② 电容器外壳间绝缘遭破坏
    ③ 通风条件差油温升高运行电压变化较
    ④ 电容设备质量差部元件击穿
    23 章结
    章首先介绍变电站障诊断信息源SCADA系统根知识SCADA系统电力综合动化系统中根功模块具信息量实时更新帮助快速诊断出系统障状态等优势已成电力调度必少工具该系统计算机根底现场运行设备进行监视控制
    外变电站常见障类型进行介绍变电站障诊断务障源识程变电站常见障源电力线路母线变压器功补偿设备等文简介绍常见障源根功系统中处位根底详细分析障源障类型原现象障诊断提供
    第3章 粗糙集根理
    粗糙集〔Rough SetRS〕理波兰科学家Z.Pawlka1982年提出种数学方法该数学方法处理确定信息方法该方法够定量分析处理严密确定完全信息知识受社会科学然科学工程等领域学者广泛关注前数学方法概率统计理证理模糊集理处理精确确定性数学工具传统确定信息处理方法处理问题时需先获处理问题量信息方说数附加信息等实际问题中难获处理信息量较问题方面显力缺乏RS理作种独立理述方法相结合克服传统方法缺乏增强处理确定性精确问题力
    RS理作种新理十年里着飞速开展受学者广泛关注目前该理效性已成功应种领域具种特点
    (1) 考虑先验知识利粗糙集分析确定问题时候需提供数身信息额外附加先验信息传统方法方概率模糊理等方法般说需额外提供数信息概率分布模糊隶属函数等现实应中容易者类信息
    (2) 强数分析工具RS理具强处理确定性完备错误信息力够分析处理数进行简约简形式失关键信息工程领域尤适
    (3) 具知识分类力粗糙集理中知识〞域划分利知识分析数进行划分种方法集合构成知识库
    (4) 新型成员粗糙集理防止观等素影响根已存分类知识出粗糙集隶属度点传统方法
    (5) 知识表达较科学粗糙集利决策表知识进行表示简约实际工程中通数进行操控处理知识
    章系统介绍粗糙集〔Rough SetRS〕理相关概念方法
    31 等价关系
    掌握等价关系概念准确理解粗糙集理根底
    定义 假设两集合称序偶序偶中交换位置假设交换变成序偶假设集合序偶中两元素集合
    定义 两集合构成集合笛卡尔积记
    定义 两集合积集合中子集称关系记
    例31 组关水果集合{苹果香蕉梨桔子哈密瓜西瓜柚子黄桃葡萄石榴}水果数量集合{2467}{(苹果7)(香蕉7)(梨7)(桔子7)(哈密瓜4)(西瓜4)(柚子4)(黄桃2)(葡萄2)(石榴6)}水果集合应数量集合关系
    定义 定义314 果集合关系集合满足条件集合等价关系
    设集合集合关系满足:
    (1)果称满足返性集合者称返
    (2)果假设必然推出称满足称性称称
    (3)果假设必然推出称满足传递性称传递
    定义 果集合关系满足性质传递称返称等价关系假设称等价者称分辨
    定义 假设等价关系意定义等价元素构成集合称元素生成等价类
    例31中关水果集合具相数量〞等价类示:
    数量7水果〞— {(苹果7)(香蕉7)(梨7)(桔子7)}
    数量6水果〞—{(石榴6)}
    数量4水果〞—{(哈密瓜4)(西瓜4)(柚子4)}
    数量2水果〞—{(黄桃2)(葡萄2)}
    集合等价关系假设满足关系:
    (l)
    (2)
    (1)出假设说明生成等价类生成等价类必相等需指明种元素
    (2)出元素生成等价类集集合
    定义定集合设非空集合满足:
    (1)
    (2)果
    (3)
    称集合集合划分
    述定义知等价关系推出集合划分相反结反说成立划分推出等价关系
    设划分定义:设中元素假设属通验证关系等价关系验证出划分等价关系相应
    32 知识定义分类
    知识工中非常概念解决复杂性问题需知识知识机构知识范畴中含义知识事物变化规律种概括性描述粗糙集理中知识作关域划分种象进行分类力根结底知识事物特征进行分门类该理中通象属性值分类基等价关机较易处理分类等价关系代
    设域中簇等价关系二元组称知识库
    假设〔P中全部等价关系交集〕种等价关系记称P分辨关系中分辨象集合中象样属性
    分类知识中根等价类模块设根等价类U中U中辩分关系(P)分成相互间相交子集描述中象属性相间分割
    令两知识库假设说时说明等价涵义:化分根等价类样描述象概念样换言知识等价类描述方式描述相事实方说首先令分类象集合令已分类结果放属性集中假设分类结果误话说等价类致划分等价类描述分类结果
    33 信息系统
    四元组称粗糙集理中知识系统者称属性—值系统客观事物种描述U域表示A表示属性集合表示V属性值域集值域→V信息函数象属性赋予信息值
    设知识表达系统称条件属性集决策属性集两集合表示:决策系统信息系统表示表示
    例设F域属性中条件属性集决策属性集属性值域均F信息表图表示信息表中象全部信息直接通该表查行代表象全部信息中:行象列属性
    表31 信息表例
    U
    a
    b
    c
    d

    0
    1
    2
    0

    1
    2
    0
    1

    1
    0
    1
    0

    2
    1
    0
    1

    1
    1
    0
    0

    0
    0
    1
    0
    34 辨识矩阵辨识函数
    辨识矩阵
    令信息系统中域〔〕条件属性集合决策属性属性值记录中矩阵中第行第列应元素面集合表示辨识矩阵:
    〔31〕
    中该矩阵解释第行描述意思应元素值属性值集合第二行应元素值0时候代表决策值相第三行应元素值属性值样决策值样种情况说明该记录突
    辨识函数
    辨识函数辨识矩阵先起属性起〔〕通吸收率辨识函数简化标准式时质蕴含式中属性涵盖信息系统约简集合
    述方法命名属性约简根方法通运该方法属性约简求出种方法点缺乏处较数集进行误约简较
    35 知识化简
    粗糙集理里域中果存知识余起决定性作运算时余知识域中删样做非影响结果简化结果令簇等价关系果存关系称忽略相反忽略
    样分类关系似定属性集合假设集合中属性特征均删解认识属性集合没收影响等价关系然变产生独立知识说明该集合里属性
    定义:假设存果独立满足表示称约简
    定义:簇等价关系约简止进行约简集合相交定义核表示:知识库中非常重必少属性集中约简等价关系包含中
    知识赖性问题类知识推出类相关知识具体定义:令知识基满足
    (1) 知识赖记
    (2) 知识等价记
    (3) 存时独立
    中表示根等价类根等价类组合表示
    36 决策表
    前面提知识决策表描述表示方法描述知识非常重表中首先条件属性结果决策属性问题表达知识表达系统中象构成集合称描述象属性集合分称条件决策属性集条件属性决策属性知识表达系统决策表进行描述记简写决策表分辨关系称条件类 称决策类外该表处理离散型数假设数连续型需先变离散型
    37 决策表约简
    属性约简
    属性正确约简求取约简终目标定义标准:保证原信息数量根底通约简属性少者决策规优者总数约简量
    信息系统中象系统中条件属性属性值然中某属性冗余中象提供附加信息
    首先设条件属性非空子集假设子集存关系称属性赖集假设独立集果独立集存关系称约简述知约简条件属性独立集全部约简簇设属性果满足关系称a中省略相反称a中省略中省略属性集集合称核换言约简簇包含核存关系:
    372 属性约简方法
    1 Pwalawk约简方法
    首先介绍Pwalawk约简方法该方法进行约简决策表中意条件属性称约简条件属性集合约简:
    决策属性假设删影响结果说明该属性删相反假设删会影响结果说明删决策属性相决策属性必
    2 基辨识矩阵启发式算法
    利辨识矩阵够属性进行约简基通辨识矩阵演绎出少启发式约简算法该类方法首先需获辨识矩阵然通求出属性核利某种启发式规属性参加属性核满足条件终结束现国国外优秀启发式算法利核概念作起始点进行约简落实约简该方法启发规利属性重性程样重性划分序进行排列次参加属性直结束步次观察属性假设删约简结果否产生影响影响删
    3 遗传算法
    适值函数表示方法区分利种遗传算法计算简约两方面现介绍遗传算法众方法中较代表性方法位串代表辨识矩阵项假设该属性存某位1否存说位串约简候选该适值函数定义
    〔32〕
    说明:表示属性集合长度中1数区分象组合数象数初始化时核者必属性参加加速算法收敛速度该函数前局部想长度局部想该算法区分象
    4 扩展法约简算法
    强等价〞概念开展扩展法辨识函数快速简化果两属性辨识函数中时出现出现称局部强等价两属性满足述条件化简属性该算法处理较数集约简速度较算法快
    373 属性值约简
    属性值约简通决策表中列举信息进行逐行检查冗余信息删前提删阻碍决策表规表达程属性值约简程属性约简决策表属性约简结果接属性约简结果进行属性值约简决策表约简出终决策规
    374 属性值约简算法
    原始决策表属性约简会新决策表新决策表中样应生产条决策规约简决策表成规集合规集合普遍采属性值约简算法进行简化:规集合中某条规考虑某条件属性前提该规会集合中规发生突认定删该规包含条件属性理删掉规集合中冗余条件属性条件属性数目少规集合
    设约简决策表样条件属性属性值约简算法具体程:删决策表第行第列属性值该决策规剩余条件属性余样应条件属性进行拟果条件属性表示该删条件属性冗余*代果条件属性相决策属性否相否等等表示该删条件属性冗余*代反表示冗余保存该属性值具体流程图31

    图31 决策表属性值约简流程图
    38 章结
    章介绍粗糙集根理知识粗糙集理应程首先构造知识决策表然构建决策表损失原信息前提进行属性约简终属性正确约简决策表粗糙集理中约简算法种算法种算法优缺点适范围现止没种方法优没种方法差直众学者研究容
    第4章 Petri网根理
    1962年Carl APetri博士文中首次提出Petri网理时运该理计算机系统事件间果关系进行描述半世纪Petri网断丰富开展已日益完善批批学者工程技术员Petri网研究Petri网计算机通信动化电力等领域应广泛研究容:
    〔1〕针Petri网模型行特性分析方法进行系统研究
    〔2〕提升Petri网模型表达力根Petri网进行扩展研究:着色Petri网赋时Petri网等
    〔3〕Petri网成种适范围广高效工具计算机系统融入领域研究
    〔4〕解决Petri网模型应型复杂系统中存状态空间组合爆炸问题Petri网模型简化进行研究
    〔5〕方便Petri网模型设计分析进行软件开发研究
    Petri网备受学者技术员关注原采视化图形描述离散事件系统静态结构动态行易理解时Petri网够描述离散事件系统结构单抓住系统中事件先异步等特征反映系统突互斥系统确定锁死情况
    41 Petri网定义
    离散事件系统根Petri网模型包含结构元素:库〔圆圈 表示〕变迁〔竖线 者矩形 表示〕弧〔带箭头线表示〕库描述离散事件系统状态变迁代表离散事件系统中事件局部状态事件间通弧建立联系库中包含托肯〔〕数目系统状态描述Petri网模型中包含库中实心圆点〔〕表示托肯作描述库动态情况假设库中包含托肯表示该库实现次该局部状态满足条件结果真假设库中没托肯表示库没实现该局部状态满足条件结果假
    离散事件系统中满足事件发生条件该事件发生前提程做Petri网模型变迁〔〕Petri网模型里某变迁全部弧连接库称输入库全部开始弧连接库称输出库输入库变迁代表事件发生条件事件发生时屡次满足条件时弧权值进行表示某变迁全部输入库包含托肯总数连接库该变迁弧权值该变迁会变迁触发消耗全部输入库中局部托肯时输出库中产生局部托肯局部托肯数量连接变迁该输出库弧权Petri网中变迁状态转换局部发生正种局部状态转换存Petri网模型行分布事件离散事件系统加描述
    定义411 Petri网结构定义四元组描述图
    中:
    〔1〕库全部集合库数目〔〕
    〔2〕变迁全部集合变迁数目〔〕
    〔3〕
    〔4〕定义弧权〔〕集合输入函数非负整数集合
    〔5〕定义弧权集合输入函数
    表示Petri网结构图中假设输入函数记弧旁标注假设输出函数记弧旁标注时必标注者时必画弧均非负整数矩阵表示关联矩阵差:
    〔41〕
    Petri网结构例定义411描述:



    该网络结构图形图41示

    图41 Petri网结构图形例
    该Petri网输入输出函数矩阵表示形式:

    求该网络关联矩阵:

    定义412 Petri网标识定义五元组进行表示:中:
    〔1〕定义411确定Petri网结构
    〔2〕列量第库包含托肯数目第元素取值该量定义Petri网标识库初始状态初始标识进行表示
    图41中根库包含托肯数目出中
    42 Petri网运行规
    Petri网理中变迁描述整离散事件系统中事件果该事件满足前提条件发生〔〕变迁满足前提条件输入库表示全部输入库集合变迁求实现局部前提状态次数该变迁输入函数定义局部前提状态实现情况通库中存托肯数反映输入函数输入库包含托肯数关系
    定义 仅:变迁标识
    图41中 变迁变迁
    Petri网描述离散时间系统描述事件发生通变迁触发〔点火〕实现变迁触发程发生满足前提条件消耗掉前提状态时该程会该变迁相连库状态发生改变消耗前提状态程通移输入库包含托肯表示移掉托肯数输入函数确定产生结果状态利增加输出库包含托肯进行表示增加托肯数输出函数确定表示输入库集合输入输出库中包含托肯数产生变化Petri网标识产生变化
    定义422 标识变迁触发产生新标识:
    〔42〕
    具体计算:




    图41示简单Petri网中应述定义会触发获新标识




    触发分消耗中托肯时中产生托肯托肯消耗产生输入输出函数决定图42触发点火标识变化结果

    图42 例Petri网触发标识变化结果
    43 种常见Petri网模型
    表达逻辑关系运算Petri网模型
    Petri网进行建模时通常会涉逻辑关系运算表达根逻辑运算三种非运算Petri网中认满足条件变迁触发容易表达逻辑非关系满足某条件时输入库中托肯变迁触发面重点逻辑逻辑关系进行分析
    逻辑〞表示参运算逻辑变量取值全部真〞时逻辑结果真应Petri网中变迁相连输入库获托肯该变迁变迁触发会该变迁相连输出库中产生托肯逻辑Petri网模型图43示逻辑〞变迁触发Petri网图44示

    图43 逻辑Petri网结构

    图44 逻辑变迁触发Petri网
    逻辑〞表示定逻辑变量中逻辑变量真时逻辑结果真应Petri网中输出库相连全部变迁集合中变迁满足条件触发该输出库中会产生托肯变迁间逻辑关系逻辑〞Petri网模型结构图45示图45中图中存托肯触发图中存托肯触发逻辑〞petri网变迁触发结果图46示



    图45 逻辑〞Petri网结构


    图46 逻辑〞变迁触发Petri网
    432 表达离散事件间相互关系Petri网模型
    Petri网描述离散事件系统时需表达事件间逻辑关系外需表达事件先次序资源分配等问题
    事件发生序两种分次发生列发生次发生事件Petri网模型图47a图示图中出变迁变迁触发触发触发存前次序约束关系通常变电站中继电保护装置动作次发生说次发生关系列发生事件Petri网模型图47b图示图中变迁变迁触发时完成触发说变迁间存列关系

    a 次发生 b 列发生
    图47 表达事件发生序Petri网结构
    离散事件间存事件应发生条件条件满足时底时间会发生需辅助判断种情况谓资源竞争例发烧咳嗽头疼感引起感条件满足底会发烧咳嗽头疼三者需根体质决定图48中变迁输入库相输入库中获托肯中变迁会变迁间存竞争关系变迁中究竟会触发突变迁制定优先规者设置定概率

    图48 表达资源竞争关系Petri网结构
    实际离散事件系统中常常会碰两变迁拥输入库情况时中某变迁会具优先权输入库中托肯优先送该变迁变迁会抑制托肯触发图49示库变迁抑制库中没获托肯时触发变迁触发优先理库变迁抑制库中没获托肯时变迁触发变迁触发优先变迁Petri网模型中优先抑制关系

    图49 表达优先抑制关系Petri网结构
    44 Petri网模型常见分析方法
    目前常Petri网模型分析方法两种种基达图覆盖树分析方法外种基关联矩阵代数分析方法前面种图形分析方法面种数学分析方法文两种分析方法进行系统介绍续研究提供
    基达图覆盖树分析方法
    达图指图表示Petri网模型标识标识产生标识变迁进行连接图中标识量节点产生标识变迁带箭头弧线表示弧线末端连接标识量通该线表示变迁触发始端标识量特Petri网描述系统存限状态者Petri网身界时候达图限外扩展采构建覆盖树取代限达图覆盖树采限形式表达限达图
    覆盖性样定义假设认标识覆盖记
    引入符号表示意托肯数称准穷〞需满足定运算规意整数:构建覆盖树算法步骤:
    〔1〕初始状态标识作构建覆盖树树根做记号
    〔2〕果存具new记号标识程结束否进行步骤
    〔3〕意new记号标识开始果树中间已存相标识做old记号跳转new记号标识果没变迁标识做dead〔死节点〕记号
    〔4〕标识变迁触发产生标识果树根路径中标识够覆盖成立中托肯代
    〔5〕节点画条弧线标记new标记
    〔6〕记号new删然回第〔2〕步
    图410中a图简单系统Petri网模型该网络初始标识述算法推运算构建覆盖树图410中b图示

    a 简单系统Petri网模型例 b 例Petri网覆盖树
    图410 基覆盖树方法Petri网分析方法例
    基关联矩阵代数分析方法
    基关联矩阵代数分析方法确定表达Petri网性时简单线性代数方法线性代数方程决定离散事件系统静态性动态特性类似动控制理中状态方程概念分析Petri网根矩阵:关联矩阵系统初始状态标识系统变迁点火状态标识转移控制矢量组成转移控制矢量表示系统变迁点火〔触发〕序列中第元素表示变迁触发次数系统状态方程:
    〔43〕
    图41示Petri网例采基关联矩阵代数方法进行分析
    前面41节分析知关联矩阵:

    初始标识量作转移矢量矩阵:

    前面分析结果致
    44 章结
    章介绍Petri网根理知识续研究根底首先详细阐述Petri网定义运行规根底全面介绍两类常见Petri网模型表达逻辑关系运算模型表达离散时间相互关系模型次两种常Petri网模型分析方法进行介绍基达图覆盖树分析方法基关联矩阵代数分析方法




    第5章 粗糙集结合Petri网变电站障诊断方法
    第章中文障诊断研究现状进行解学方法种方法存着定缺乏法满足现代诊断方法求寻求种方法研究新热点信息实时性信息完整性信息正确性变电站障诊断根素变电站发生障时会干扰信息方说开关拒动障信息传输程中丧失开关信息确定状态影响变电站障诊断结果文根底研究利条件变电站障诊断新方法文粗糙集Petri网相结合进行行性分析结果行两方法间互相弥补缺乏整体达优时考虑变电站设计时会预留出扩建间隔变电站扩建通常次针某电压等级变电站电压等级划分相独立区域形成粗糙集结合Petri网变电站分区域障诊断方法章着重介绍该方法根思想结合算例验证该方法效性优越性
    51 基粗糙集障诊断规提取
    变电站障诊断成种模式分类利粗糙集决策表进行数挖掘运粗糙集决策表关键前提完备障样原始数决策表
    根21节变电站障诊断信息源分析变电站障诊断系统般采SCADA系统提供状态量量测量电气量反映变电站障暂态程存缺乏变电站监控系统提供状态量包括:断路器状态继电保护动作信息安动装置信号越限告警等状态信息通〔01〕组成进行表示般情况0表示断路器合闸者保护复1表示断路器合闸保护动作出变电站障诊断原始决策表〔01〕组成二维数表外根36节决策表定义知变电站障决策表条件属性开关保护状态信息决策属性变电站发生障设备
    变电站规模复杂程度考虑变电站设计时会预留出扩建间隔变电站扩建通常次针某电压等级根拓扑结构变电站电压等级划分相独立区域通区域分进行粗糙集知识获取利37节述约简算法获区域障诊断规详细分区域障诊断规获取结构图图51

    图51 分区域诊断规获取结构图
    划分区域原:①母线进行划分母线设备障区域②两条母线间连接设备电压等级进行划分变压设备高压侧③变压器相连开关作区域边界元件时区域
    52 变电站障诊断流程
    变电站发生障时首先报警信息预处理提取出粗糙集约简条件属性应报警信息确定否获托肯根库中托肯分布Petri网模型初始标识量障诊断程中满足触发条件变迁节点次点火采式〔43〕进行分析计算点火程结束Petri网达稳定状态时终态标识量进步出诊断结果详细流程图2

    图52 障诊断流程图
    53 110kV变电站障仿真算例
    文江西吉安供电公司110kV万安变电站例粗糙集结合Petri网分区域障诊断方法进行验证110kV万安变电站接线图见图53该变电站设备情况:三相三绕组变压器两台(T1T2)110kV系统采单母线接线(MX1)出线两回(L1L2)35kV系统采单母分段接线方式两段母线(MX2MX3)出线两回(L3L4)分段开关处热备10kV系统采单母分段接线方式两段母线(MX4MX5)出线两回(L5L6)电容器两组(C1C2)变两台(SYB1SYB2)分段开关处热备变直接隔离开关母线相连51节区域划分原该变电站分三区域区域名分:110kV区域35kV区域10kV区域

    图53 110kV万安变电站接线区域划分
    分析110kV万安变电站接线结构根底变电站设备保护配置情况进行解该变电站保护配置详情表51示
    间隔
    保护装置
    保护名称
    动作开关
    备注

    CST31A
    差动保护〔CDT1CDT2〕
    跳变三侧开关

    CSR22A
    重瓦斯保护(WST1WST2)
    跳变三侧开关

    轻瓦斯保护
    发信

    CST230A
    110kV复合电压闭锁方流二段(GHBT1GHBT2)
    跳变三侧开关

    35kV复合电压闭锁方流段(ZHBT1ZHBT2)
    跳变35kV开关
    复压闭锁方元件
    10kV复合电压闭锁方流段(DHBT1DHBT2)
    跳变10kV开关
    方元件
    35kV充电保护
    跳变35kV开关
    正常时停
    10kV充电保护
    跳变10kV开关
    正常时停
    高压侧负荷
    发信

    压力释放

    发信

    110kV线路
    CSL164B
    距离ⅠⅡⅢ段(JLL1JLL2)
    零序ⅠⅡⅢ段(LXL1LXL2)
    跳闸

    三相次重合闸


    35kV线路
    CSL216B
    速断限时速断(SDL3SDL4)电流(GLL3GLL4)
    跳闸

    三相次重合闸


    10kV出线
    CSL216B
    速断限时速断(SDL5SDL6)电流(GLL5GLL6)
    跳闸
    速断停
    三相次重合闸


    10kV电容器
    CSP—215A
    电流〔GLC1GLC2〕欠压〔QYC1QYC2〕压〔GYC1GYC2〕电压衡〔BPHC1BPHC2〕
    跳闸

    表51 110kV万安变电站保护配置详情
    531 110kV区域Petri网模型建立
    结合110kV万安变电站接线图保护配置情况表建立变电站障诊断原始决策表根分区考虑单重障保护者开关拒动情况110kV区域建立初始决策表该决策表22条件属性5决策属性15样组成中22条件属性{KG1 KG2 KG3 KG4 KG5 KG6 KG10 KG11 CDT1 CDT2 WST1 WST2 GHBT1 GHBT2 ZHBT1 ZHBT2 DHBT1 DHBT2 JLL1 JLL2 LXL1 LXL2}5决策属性{L1 L2 T1 T2 MX1 }表52110kV区域原始决策表
    表52 110kV区域原始决策表

    KG1
    KG2
    KG3
    KG4
    KG5
    KG6
    KG10
    KG11
    CDT1
    CDT2
    WST1
    障元件
    WST2
    GHBT1
    GHBT2
    ZHBT1
    ZHBT2
    DHBT1
    DHBT2
    JLL1
    JLL2
    LXL1
    LXL2
    1











    L1











    2











    L1











    3











    L2











    4











    L2











    5











    T1











    6











    T1











    7











    T2











    8











    T2











    9











    L1











    10











    L1











    11











    L2











    12











    L2











    13











    MX1











    14











    T1











    15











    T2











    根前面提出RS属性约简算法面障诊断决策表进行属性约简关初始决策表组约简:{KG3 KG4 JLL1 JLL2 LXL1 LXL2}{KG6 KG10 JLL1 JLL2 LXL1 LXL2}{KG10 KG11 CDT2 JLL1 JLL2 LXL1 LXL2}等决策表核属性{JLL1 JLL2 LXL1 LXL2}中组约简条件属性6:{KG3 KG4 JLL1 JLL2 LXL1 LXL2}具体表53进行属性值约简约简结果见表54
    表53 110kV区域属性约简决策表

    KG3
    KG4
    JLL1
    JLL2
    LXL1
    LXL2
    障元件
    1






    L1
    2






    L1
    3






    L2
    4






    L2
    5






    T1
    6






    T2
    7






    L1
    8






    L1
    9






    L2
    10






    L2
    11






    MX1
    表54 110kV分区属性值约简决策表

    KG3
    KG4
    JLL1
    JLL2
    LXL1
    LXL2
    障元件
    1
    *
    *
    1
    *
    *
    *
    L1
    2
    *
    *
    *
    *
    1
    *
    L1
    3
    *
    *
    *
    1
    *
    *
    L2
    4
    *
    *
    *
    *
    *
    1
    L2
    5
    1

    *
    *
    *
    *
    T1
    6

    1
    *
    *
    *
    *
    T2
    7
    1
    1




    MX1
    根表54提取出相应障诊断规:
    〔1〕果JLL11者LXL11线路L1障
    〔2〕果JLL21者LXL21线路L1障
    〔3〕果KG31KG40变压器T1障
    〔4〕果KG41KG30变压器T2障
    〔5〕果KG31KG41JLL1LXL1JLL2LXL2均0母线MX1障
    根述障诊断规建立基知识规推理Petri网模型条件属性均两种取值〔0者1〕条件属性取值作初始输入库:库CB20表示CB20时该库获托肯障决策属性作终态输出库托肯流动终态库时障诊断完成建立Petri网模型见图54


    图54 110kV区域障诊断Petri网模型
    532 35kV区域Petri网模型建立
    采110kV区域相方法35kV区域建立初始决策表该决策表14条件属性4决策属性16样组成中14条件属性{KG8 KG9 KG3 KG4 KG5 KG6 KG10 KG11 ZHBT1 ZHBT2 SDL3 SDL4 GLL3 GLL4}4决策属性{L3 L4 MX2 MX3 }表5535kV区域原始决策表
    表55 35kV区域原始决策表

    KG8
    KG9
    KG3
    KG4
    KG5
    KG6
    KG10
    障元件
    KG11
    ZHBT1
    ZHBT2
    SDL3
    SDL4
    GLL3
    GLL4
    1







    L3







    2







    L3







    3







    L4







    4







    L4







    5







    MX2







    6







    MX3







    7







    L4







    8







    L4







    9







    L3







    10







    L3







    11







    MX2







    12







    MX3







    13







    L4







    14







    L4







    15







    L3







    16







    L3







    面障诊断决策表采RS理进行属性约简关初始决策表组约简:{ZHBT1 ZHBT2 SDL3 SDL4 GLL3 GLL4}{KG3 KG5 ZHBT2 SDL3 SDL4 GLL3 GLL4}{KG5 KG6 KG10 KG11 SDL3 SDL4 GLL3 GLL4}等决策表核属性{SDL3 SDL4 GLL3 GLL4}中组约简条件属性6:{ZHBT1 ZHBT2 SDL3 SDL4 GLL3 GLL4}具体表56进行属性值约简约简结果见表57
    表56 35kV区域属性约简决策表

    ZHBT1
    ZHBT2
    SDL3
    SDL4
    GLL3
    GLL4
    障元件
    1






    L3
    2






    L3
    3






    L4
    4






    L4
    5






    MX2
    6






    MX3
    7






    L4
    8






    L4
    9






    L3
    10






    L3
    11






    N0
    表57 35kV分区属性值约简决策表

    ZHBT1
    ZHBT2
    SDL3
    SDL4
    GLL3
    GLL4
    障元件
    1
    *
    *
    1
    *
    *
    *
    L3
    2
    *
    *
    *
    *
    1
    *
    L3
    3
    *
    *
    *
    1
    *
    *
    L4
    4
    *
    *
    *
    *
    *
    1
    L4
    5
    1
    *
    *

    *

    MX2
    6
    *
    1

    *

    *
    MX3
    根表57提取出相应障诊断规建立基知识规推理Petri网模型图55

    图55 35kV区域障诊断Petri网模型
    533 10kV区域Petri网模型建立
    采前两区域相方法10kV区域建立初始决策表10kV区域初始决策表24条件属性6决策属性40样组成中24条件属性{KG13 KG16 KG3 KG4 KG5 KG6 KG10 KG11 KG14 KG15 DHBT1 DHBT2 SDL5 SDL6 GLL5 GLL6 GLC1 QYC1 GYC1 BPHC1 GLC2 QYC2 GYC2 BPHC2}6决策属性{L5 L6 C1 C2 MX4 MX5}表5810kV区域原始决策表
    表58 10kV区域原始决策表


    KG13
    KG16
    KG3
    KG4
    KG5
    KG6
    KG10
    KG11
    障元件
    KG14
    KG15
    DHBT1
    DHBT2
    SDL5
    SDL6
    GLL5
    GLL6
    GLC1
    QYC1
    GYC1
    BPHC1
    GLC2
    QYC2
    GYC2
    BPHC2
    1








    L5
















    2








    L5
















    3








    L6
















    4








    L6
















    5








    C1
















    6








    C1
















    7








    C1
















    8








    C1
















    9








    C2
















    10








    C2
















    11








    C2
















    12








    C2
















    13








    MX4
















    14








    MX5
















    15








    L5
















    16








    L5
















    17








    C1
















    18








    C1
















    19








    C1
















    20








    C1
















    21








    C2
















    22








    C2
















    23








    C2
















    24








    C2
















    25








    L6
















    26








    L6
















    27








    L5
















    28








    L5
















    29








    L6
















    30








    L6
















    31








    C1
















    32








    C1
















    33








    C1
















    34








    C1
















    35








    C2
















    36








    C2
















    37








    C2
















    38








    C2
















    39








    MX4
















    40








    MX5
















    10kV区域原始决策表进行属性约简关初始决策表组约简:{DHBT1 DHBT2 SDL5 SDL6 GLL5 GLL6 GLC1 QYC1 GYC1 BPHC1 GLC2 QYC2 GYC2 BPHC2}{KG3 KG10 DHBT2 SDL5 SDL6 GLL5 GLL6 GLC1 QYC1 GYC1 BPHC1 GLC2 QYC2 GYC2 BPHC2}等决策表核属性{ SDL5 SDL6 GLL5 GLL6 GLC1 QYC1 GYC1 BPHC1 GLC2 QYC2 GYC2 BPHC2}中组约简条件属性14: {DHBT1 DHBT2 SDL5 SDL6 GLL5 GLL6 GLC1 QYC1 GYC1 BPHC1 GLC2 QYC2 GYC2 BPHC2}表59进行属性值约简约简结果见表510
    表59 10kV分区属性约简决策表

    DHBT1
    DHBT2
    SDL5
    SDL6
    GLL5
    GLL6
    GLC1
    障元件
    QYC1
    GYC1
    BPHC1
    GLC2
    QYC2
    GYC2
    BPHC2
    1







    L5







    2







    L5







    3







    L6







    4







    L6







    5







    C1







    6







    C1







    7







    C1







    8







    C1







    9







    C2







    10







    C2







    11







    C2







    12







    C2







    13







    MX4







    14







    MX5







    15







    L5







    16







    L5







    17







    C1







    18







    C1







    19







    C1







    20







    C1







    21







    L6







    22







    L6







    23







    C2







    24







    C2







    25







    C2







    26







    C2










    表510 10kV分区属性值约简决策表
    根表510提取出相应障诊断规建立基知识规推理Petri网模型图56

    图56 10kV区域障诊断Petri网模型
    54 测试结果拟
    541 110kV区域模型测试
    根图54建立Petri网模型110kV区域进行障诊断出6组测试样见表511〔表中*〞表示信号缺失〕缺失信息状态1〞0〞鉴该信息相输入库均获托肯方便表55中断路器保护装置误动断路器拒动障状态括号中标明
    表55列出6样中:样1断路器开关均正常动作情况样2表示属性约简核属性信息丧失情况样3表示非核属性信息丧失情况样4表示粗糙集约简中核属性信息错误情况样5表示保护装置动作信息错误情况样6表示开关动作信息错误情况样测试结果:
    样1:变迁t4输入库JLL11含托肯触发输出库L1托肯诊断结果线路L1障
    样2:变迁t1输入库KG31KG41JLL10LXL10JLL20LXL20含托肯变迁t7输入库LXL21含托肯触发输出库MX1L2托肯诊断结果母线MX1线路L2障
    样3:变迁t2输入库KG31KG40含托肯触发输出库T1托肯诊断结果变压器T1障
    样4:变迁t3输入库KG30KG41含托肯变迁t7输入库LXL21含托肯触发输出库T2L2托肯诊断结果变压器T2线路L2障
    样5:变迁t1输入库KG31KG41JLL10LXL10JLL20LXL20含托肯触发输出库MX1托肯诊断结果母线MX1障
    样6:变迁t5输入库LXL11含托肯触发输出库L1托肯诊断结果线路L1障
    述测试然样2样4诊断结果扩障范围找出正确障点测试结果说明:该诊断方法信息缺失错误情况均效识110kV区域中障

    表511 110kV区域样测试

    542 35kV区域模型测试
    根图55建立Petri网模型35kV区域进行障诊断测试出7组测试样见表512〔表中*〞表示信号缺失〕表512中断路器保护装置误动断路器拒动障状态括号中作出标示
    表512列出7样中:样1断路器开关均正常动作情况样2表示属性约简核属性信息丧失情况样3发生开关拒动时情况样4表示粗糙集约简中核属性信息错误情况样5表示非核属性信息丧失情况样6表示保护装置动作信息错误情况样7表示开关动作信息错误情况样测试结果:
    样1:输入库SDL31SDL40GLL30GLL40含托肯变迁t3触发输出库L3托肯诊断结果线路L3障
    样2:输入库GLL31SDL30SDL41SDL40含托肯变迁t4t5触发输出库L3L4托肯诊断结果线路L3线路L4障
    样3:输入库SDL41ZHBT11GLL41SDL30GLL30含托肯变迁t5触发输出库L4托肯诊断结果线路L4障
    样4:输入库GLL31GLL41SDL30SDL40含托肯变迁t4t6触发输出库L3L4托肯诊断结果线路L3线路L4障
    样5:输入库ZHBT11GLL30SDL30SDL40SDL40含托肯变迁t1触发输出库MX2托肯诊断结果母线MX2障
    样6:输入库ZHBT11ZHBT21GLL30SDL30SDL40SDL40含托肯变迁t1t2触发输出库MX2MX3托肯诊断结果母线MX2母线MX3障
    样7:输入库SDL30GLL30SDL40GLL41含托肯变迁t6触发输出库L4托肯诊断结果线路L4障
    述测试样2样6诊断结果扩障范围找出正确障点测试结果分析知该诊断方法信息缺失错误情况均效识35kV区域中障方法开关拒动特殊情况进行识

    表512 35kV区域样测试

    543 10kV区域模型测试
    根图56建立Petri网模型10kV区域进行障诊断测试出7组测试样见表513〔表中*〞表示信号缺失〕表513中断路器保护装置误动断路器拒动障状态括号中作出标示
    表513列出7样中:样1断路器开关均正常动作情况样2表示两设备时障情况样3站发生连续两开关拒动时情况样4表示粗糙集约简中核属性信息丧失情况样5表示非核属性信息丧失情况样6表示保护装置动作信息错误情况样7表示开关动作信息错误情况样测试结果:
    样1:测试样1中保护开关动作情况输入库提供托肯变迁t3满足条件触发输出库L5托肯诊断结果线路L5障
    样2:测试样2中保护开关动作情况输入库提供托肯变迁t4t7满足条件触发输出库L5C1托肯诊断结果线路L5电容器组C1障
    样3:测试样3中保护开关动作情况输入库提供托肯变迁t8满足条件触发输出库C1托肯诊断结果电容器组C1障
    样4:测试样4中保护开关动作情况输入库提供托肯变迁t6满足条件触发输出库L6托肯诊断结果线路L6障
    样5:测试样5中保护开关动作情况输入库提供托肯变迁t7满足条件触发输出库C1托肯诊断结果电容器组C1
    样6:测试样6中保护开关动作情况输入库提供托肯变迁t8t13满足条件触发输出库C1C2托肯诊断结果电容器组C1电容器组C2障
    样7:测试样7中保护开关动作情况输入库提供托肯变迁t14满足条件触发输出库C2托肯诊断结果电容器组C2障
    述测试样6诊断结果扩障范围找出正确障点测试结果分析知该诊断方法信息缺失错误系统发生处障开关拒动情况均效识10kV区域中障
    表55 10kV区域样测试

    544 方法拟
    文提出方法〔方法1〕文献[42]提出方法〔方法2〕进行拟文方法1具优势:
    (1) 实性灵活性
    果变电站接线结构保护配置改变时方法2需重新整变电站构建决策表进行元提取粗糙集约简方法1诊断区域间相互独立针发生变化区域重新构建诊断网络区域诊断网络受影响实性灵活性更
    (2) 诊断规提取计算量
    方法2首先采元提取方法原始决策表进行提取元提取决策表进行离散化然采粗糙集进行约简采构建决策树进行推理障诊断模型建立需四处理程时采离散化方法相简单容易忽略目标类信息信息丧失果获较离散化效果离散化计算程更复杂整模型建立计算量相方法1直接原始决策表运粗糙集进行属性属性值约简然直接Petri网约简规进行描述建立模型整程中搜索拟删冗余属性值计算拟复杂变电站进行区域划分区域决策表数量较搜索量较
    (3) 诊断速度
    方法2首先需障数进行元提取然提取障进行离散化然报警信号次诊断规进行匹配诊断结果方法1利Petri网行推理根报警信号直接确定初始库中托肯相应满足条件变迁触发终态库中获托肯诊断完成时方法1矩阵运算方法描述动态程需规库中搜索匹配规诊断速度明显具优势
    56 章结
    章粗糙集Petri网理相结合考虑变电站扩建改造提出基粗糙集Petri网分区域变电站障诊断方法详细介绍该方法根思想步骤江西吉安供电公司110kV万安变电站例验证该方法首先进行区域划分建立区域障诊断初始决策表决策表进行属性属性值约简约简数样减少出简诊断规根诊断规建立区域petri网障模型利测试样诊断方法进行检验结果说明该方法够效识区域障时文方法文献[42]中方法进行拟出文提出算法具三点优势:1实性灵活性2诊断规提取程计算量3诊断速度快采文方法进行障诊断减少障处理时间提高供电性实现高效线变电站障诊断具重意义
    结  
    作输配电重环节变电站电力系统安稳定运行中具极重位变电站设备发生障电力系统安运行带影响国民济造成损失变电站发生障时够时准确定位障区域切障元件迅速恢复非障区域正常运行着重现实意义文通量阅读国外变电站诊断技术进行全面系统纳总结根底出种新诊断方法粗糙集结合Petri网变电站障诊断方法江西吉安供电公司110kV万安变电站例验证该方法出结:
    1变电站障源较障原类型障现象相障信息确定性完备性目前类变电站障诊断技术面问题粗糙集(RS)理够处理类问题
    2着变电站综合动化水断提高变电站发生障时量次设备变位二次装置告警等报文信息会瞬间涌入监控系统诊断速度慢重信息易丧失目前常见变电站诊断技术瓶颈采文提出方法Petri网粗糙集理相结合根诊断规决策表进行正确约简删冗余信息提取重数利Petri网行推理力实现高效变电站障诊断防止述缺陷
    3根变电站规模复杂程度考虑数变电站扩建通常次针某电压等级应文提出方法电压等级划分相独立区域进行建立诊断模型新扩建需根变电站拓扑结构发生变化区域进行修改需方法样重新整变电站进行建模灵活性适应性强实性
    4应文方法实际110kV变电站构建诊断模型数测试够准确诊断出区域障然核属性信息丧失情况会扩障范围检测出障外设备时障开关拒动开关保护信息错误等特殊情况文建立诊断模型够障进行识
    5通文方法文献[42]中采方法进行定性分析拟出:①文方法通分区灵活性适性改良②文方法计算量提取规时分区信息量相减少需两计算程完成文献方法需进行四计算程整变电站信息进行处理计算量③文方法诊断速度快文根报警信号直接确定初始库中托肯相应满足条件变迁触发终态库托肯诊断程结束整程通矩阵运算完成文献方法需障数进行元提取然提取障进行离散化然报警信号次诊断规进行匹配诊断结果诊断程复杂终影响诊断速度
    年研究变电站障诊断方法断创新文方法进步研究两点:
    1考虑继电保护动作时限粗糙集原始决策表中引入时间作条件属性提取出诊断规采赋时Petri网规进行描述
    2障录波信息台SOE信息引入通方法进行综合判断

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    文档贡献者

    鬼***笑

    贡献于2022-05-16

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