[发明专利]信息论与专家系统相结合进行电力系统故障诊断的方法

权利要求书

1.一种信息论与专家系统相结合进行电力系统故障诊断的方法，其特征在于，首先建立实际信道的故障诊断信息传递模型，根据电力系统发生故障的停电区域，利用专家系统，经过正向推理得到所有可能故障的设备，然后分别假设可疑设备发生故障，反向推理出对应的开关和保护的动作状态，得到实际通信中所有可能的信源；最后结合保护、开关的拒动概率和设备故障的先验概率计算出信源的自信息或先验概率，这样故障过程中的不确定性就包含在信源中，在实际的SCADA系统中，调度中心看到的征兆信息是由保护和开关的动作状态组成的一组数据序列，这样根据通信中信道的转移概率计算信源的条件自信息量，实现了对实际信道中信息不确定性的定量描述，建立基于实际信道的故障诊断信息传递模型，调度中心根据该故障诊断信息传递模型实施故障排除。

2.根据权利要求1所述信息论与专家系统相结合进行电力系统故障诊断的方法，其特征在于，所述实际信道的故障诊断过程的具体计算步骤如下：

①首先根据SCADA所采集到的动作开关记录，通过拓扑分析得到故障后的所有失电区域；

②通过遥测、遥信以及保护类型、动作时间等信息判断出失电区域内动作保护的性质，如果是主保护动作，将其保护对象作为可疑故障设备，如果是后备保护动作或者无法判断保护性质，将其后备范围内的所有电气设备作为可疑故障设备，缩小故障区域；没有保护信息的失电区域记录为故障区域；

③由专家系统对故障区域内的可疑设备做出基本分析，如果此时只有一个设备被确定为可疑故障设备，则此时系统发生的是简单故障；如果得到的故障征兆对应多种故障可能或者无法利用专家系统规则进行决策时，进入复杂故障的分析；

④反向推理：分别假设可疑故障设备集中所有电气设备故障，同时考虑组合故障的情况，然后根据②中判断的动作保护性质建立信源；如果判断是主保护动作，假设设备故障时，只考虑由可疑设备的主保护将其隔离；如果实际是后备保护动作，假设设备故障时，反向推理到由此后备保护将其隔离；如果保护性质复杂或者无法判断保护性质，按照主保护或者后备保护动作将故障隔离分别进行故障假设，推理出导致区域失电的保护、开关动作序列，建立一组故障征兆组合集即信源；

⑤结合设备故障的先验概率、保护和开关的拒动概率计算出每个信源的先验概率，然后根据接收的故障征兆信息，利用信息传输理论，计算出信源的件自信息量或后验概率条；

⑥将信源的条件自信息量由小到大排列，即将信源的后验概率按照由大到小排列，排在最前面的信源对应的故障假设最有可能发生，同时可判断出保护和开关是否正确动作和信息在传输过程中是否存在丢失或者误码的情况；

主保护、后备保护、保护动作时间的解释如下：

主保护：满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。即当设备发生故障时瞬时动作的保护；

后备保护：保护装置拒动、保护回路中的其他环节损坏、断路器拒动、工作电源不正常乃至消失等时有发生，造成主保护不能快速切除故障，这时需要后备保护来切除故障；即在主保护不动作时再动作，一般有延时来判断主保护动作与否；

保护动作时间：由保护装置启动到动作信号出口的时间。

3.根据权利要求1所述信息论与专家系统相结合进行电力系统故障诊断的方法，其特征在于，所述建立基于实际信道的故障诊断信息传递模型，将专家系统和信息论中处理通信误码的理论相结合，清晰简便的对故障诊断中保护、断路器拒动和通信中的不确定性进行定量的描述，与专家系统结合，提高了诊断速度，并具有实用性和扩展性，用统一的指标——信息量对可疑故障进行排序，降低了漏警和虚警的风险，并且在较大干扰存在的情况下，得出合理的诊断结果，具有一定的容错和纠错性，处理遥信的不确定性，指导调度员进行故障诊断和故障处理，有利于实现在线应用。