[发明专利]基于综合变权的分层模糊petri网电网故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种基于综合变权的分层模糊petri网电网故障诊断方法，包括以下步骤：1采用接线分析法搜索故障区域的可疑故障元件；2对可疑故障元件分别建立双层模糊petri网诊断模型；3对可疑故障元件进行时序信息检查，在模型中修正不满足延时约束的相应库所置信度；4采用固定权重和综合变权分别计算元件故障率，给出区分元件正常、元件故障、元件故障但发生警报信息部分缺失以及元件正常但存在信息误报四种情况的判据。针对传统固定赋权法在发生警报信息部分缺失的情况下进行故障推理可能将故障线路误判为非故障线路的不足，提出信息缺失与信息误报的判定方法，提高了故障诊断的准确率。

主权项

1.基于综合变权的分层模糊petri网电网故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤步骤1)采用接线分析法搜索故障区域的可疑故障元件；所述可疑故障元件包括可疑故障线路与可疑故障母线；步骤2)对可疑故障元件分别建立分层模糊petri网诊断模型；具体包括以下步骤：步骤21)将可疑故障线路的petri网诊断模型分为两层：其中第一层模型是包含线路送端和受端的主保护子网、近后备保护子网和远后备保护子网；第二层模型是建立所述主保护子网、近后备保护子网和远后备保护子网三类保护综合诊断子网；当可疑故障线路的送端或受端增减出线时，相应增减可疑故障线路的第一层模型的远后备保护子网中送端或受端的出线层数，同时修改第二层模型中远后备保护库所的置信度；步骤22)将可疑故障母线的petri网诊断模型分为两层：第一层模型是母线各方向出线的子网模型；第二层模型为综合诊断模型；步骤3)对步骤1)搜索到的可疑故障元件分别进行时序信息检查，在步骤2)建立的petri网诊断模型中修正不满足延时约束的相应库所置信度；包括以下步骤：步骤31)读取分析SCADA装置的警报信息，搜索停电区域的可疑故障元件F₁，F₂，…，F_φ，其中φ是可疑故障元件的个数，为大于等于0的整数；确定与F_φi有关的保护、断路器信息集合IN_φi，其中，φi＝1,2,…,φ，令IN＝{IN_φ1，IN_φ2，…，IN_φ}；设置所述警报信息中涉及的保护、断路器集合为RE；如果则{ER}中元件为非相关误动元件，即判断为与故障母线或线路无关联的误动元件；步骤32)令{J_φi}＝{IN_φi}∩{RE_φi}，其中，RE_φi表示警报信息中涉及与F_φi有关的保护、断路器集合；以{J_φi}中的每一个事件为起始事件进行时序信息检查构建满足延时约束的元件集合{Y_φi}，元件数量最多的集合{Y_φi^max}为F_φi的延时约束特性集合；由于同一个保护或断路器动作只可能由一个故障元件引发，所以当同一个保护或断路器出现在多个可疑故障元件的延时约束特性集合中时，保留该保护或断路器于元素最多的延时约束特性集合，同时从元素较少的延时约束特性集合中删去该保护或断路器；步骤4)采用固定权重和综合变权分别计算所述可疑故障元件的故障率；在大量样本推理的基础上，从而给出将所述可疑故障元件区分为元件正常、元件故障、元件故障但发生警报信息部分缺失以及元件正常但存在信息误报四种情况的判据；具体步骤包括：步骤41)采用固定权重计算所述可疑故障元件的故障率；步骤42)采用综合变权计算可疑故障元件的故障率；具体过程包括以下步骤：步骤421)由库所初始状态根据式(1)求取第一层变迁的变权向量，根据式(2)得到第一层变迁的综合变权向量存入输入弧综合变权矩阵I_c的相应位置，I_c的其他元素为0；作矩阵运算求取第一层变迁的合成输入可信度；保护装置的固定权重设为0.54，断路器的固定权重设为0.46；式(1)、式(2)为：其中，M⁽⁰⁾为初始库所置信度，D为变迁j的输入弧个数，δ_dj表示变迁j第d条输入弧的变权权重，θ_dj表示变迁j第d个输入库所可信度，γ_dj表示变迁j第d条输入弧的固权权重，ω_dj表示变迁j第d条输入弧的综合变权权重；步骤422)判断合成输入可信度是否大于点火阈值，如果大于点火阈值，Sigmoid函数被激活，前提条件的可信度不发生变化，否则为0；步骤423)采用高斯修正函数e^{‑3((x‑1)^2)}求取各变迁的输出置信度行向量G；其中，x为变迁的合成输入概率；步骤424)计算一次各库所的置信状态M⁽¹⁾＝GO，同时计算第二层变迁的输入弧综合变权存入I_c；步骤425)重复步骤421)至步骤424)，直至M(p_l)≠0，p_l代表终止库所；最后计算得到该可疑故障元件的故障率；其中主保护、近后备保护和远后备保护对故障诊断的影响程度分别取1、0.95和0.85，线路的送端和受端的固定权重取为0.5；所述可疑故障线路的故障率取主保护子网、近后备保护子网和远后备保护子网终止库所的最大值，且设定故障率高于0.8的元件为故障元件；步骤43)如果采用固定权重和综合变权推理得到可疑故障元件的故障率都低于0.8，则元件正常；如果采用固定权重和综合变权推理得到元件故障概率都高于0.8，则元件故障；如果采用固定权重推理得出元件故障率小于0.8，采用综合变权推理得出故障率大于0.8，则该可疑故障元件发生信息缺失或存在信息误报；步骤44)可疑故障元件发生信息缺失或存在信息误报进行分析；如果f(M^(k)，I_c)‑f(M^(k))<0.5   (3)则得出可疑故障元件有故障但存在信息缺失的情况；如果f(M^(k)，I_c)‑f(M^(k))>0.5   (4)则可以得出该可疑故障元件无故障但存在信息误报情况；其中：f(M^(k)，I_c)为采用综合变权推理得到的线路故障概率，f(M^(k))为采用固定权重推理得出的线路故障概率。