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专利号: 202110809116X
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于时序组织型P系统的电网故障诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、通过结线分析法确定待诊断电网中的故障区域,进而确定可疑故障元件;

S2、基于SCADA系统中保护装置的动作信息和时序信息构造并修正初始配置向量 ;

S3、根据保护装置之间的动作顺序建立各可疑故障元件的TTPS故障诊断模型;

S4、根据TTPS故障诊断模型建立连接矩阵 和初始配置向量 ,构建转移向量;

S5、根据TTPS故障诊断模型中各可疑故障元件的节点分布,生成故障节点向量 ;

S6、根据转移向量 和故障节点向量 ,构建判断向量 ,并根据判断向量 中的非零元素,确定发出故障的元件,实现电网故障诊断;

所述步骤S3中,一个度为 的TTPS故障诊断模型 的表达式为:式中, 为非空子目标;

为第 个组织细胞, , 为组织细胞总数,TTPS故障诊断模型 中的组织细胞包括真实细胞和虚拟细胞,其形式分别为 和 ;

表示组织细胞中的初始对象多重集; 表示真实细胞的转运规则,其形式为, 和 分别代表细胞 和细胞 中的对象,且细胞 和细胞 分别对应第 个事件和第 个事件,细胞 中的对象 代表空字符串,执行该规则后,细胞 中的对象 将传递到细胞 中的空字符串 中; 表示虚拟细胞的转运规则,其形式为 ,其中 代表虚拟细胞,表示主保护拒动或断路器拒动,和 分别代表组织液环境 和虚拟细胞VC中的对象,虚拟细胞VC中的对象 代表空字符串;执行该规则后,组织液环境中的对象 将传递到虚拟细胞VC中的空字符串 中;

表示组织细胞的组织液环境,其中 代表组织液环境中的对象,为组织液环境中对象的总个数,当两个细胞之间没有直接的交流通道,则可以通过此环境间接的进行信息交换,当真实组织细胞不满足转运规则 时,则执行转运规则,其中 和 分别代表细胞 和组织液环境 中的对象;执行该规则后,细胞中的对象 将传递到组织液环境 中的空字符串 中;

表示各个细胞所对应的时间点集合,其维度为 , 为细胞总数,表示细胞 的时间点约束集合, 表示细胞 所对应事件的发生时间在时间区间 内; 表示时间距离约束集合,其中 ,表示细胞 与细胞 所对应事件的发生时间间隔在时间区间内;

表示输出细胞的标号,每个输出细胞标记为一个可疑故障元件;

表示细胞间的连接状态集合,相互连接的细胞可以进行信息交换,对所有细胞 有 。

2.根据权利要求1所述的基于时序组织型P系统的电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S1具体为:S11、设置初始迭代次数 ;

S12、依次对待诊断电网中的每个元件进行编号,构建元件编号集合 ;

S13、从集合 中任意取一个元件编号的元件放入元件编号子集合 中,判断待诊断电网中是否存在闭合的断路器与当前选择的元件相连;

若是,则进入步骤S14;

若否,则进入步骤S15;

S14、在待诊断电网中找出所有与该断路器连接的元件,并将其编号加入到集合 中,并返回到步骤S13;

S15、使搜索迭代次数 的值增加1;

S16、将集合 中的元件编号从集合 中移除,获得新的元件编号集合 ;

S17、判断当前新的元件编号集合 是否为空;

若是,则进入步骤S18;

若否,则返回步骤S13;

S18、列出元件编号子集合 中的所有无源网络,即为故障区域,进而确定可疑故障元件;

其中,下标 为迭代过程中所获得的元件编号子集合的个数。

3.根据权利要求1所述的基于时序组织型P系统的电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S2具体为:S21、基于SCADA系统中保护装置的动作信息构造初始配置向量 ;

S22、判断待诊断电网中的警报信号是否满足时序特性一致性;

若是,则进入步骤S23;

若否,则进入步骤S24;

S23、将当前构造的初始配置向量作为最终的初始配置向量 ,进入步骤S3;

S24、通过待诊断电网中警报信号的时序信息对初始配置向量进行修正,得到修正后的初始配置向量 ,进入步骤S3。

4.根据权利要求3所述的基于时序组织型P系统的电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S21中的初始配置向量 表示为 , 为组织细胞的初始对象,即代表警报信号的状态值, 的值为0或者1, ;当初始对象 所对应的事件发生,即收到该节点 所对应的警报信号,则 将该节点状态值设为1,当初始对象所对应的事件未发生,即未收到该节点 所对应的警报信号,则 将该节点状态值设为0。

5.根据权利要求3所述的基于时序组织型P系统的电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S22中,基于确定警报信号的时序约束和时序推理规则来判断其是否时序特性一致性;其中,警报信号的时序约束包括时间点约束和时间距离约束;

所述时间点约束的表达式为:

式中, 表示第 个事件在区间 内发生, 和 分别为 的上界和下界,当时,则第 个事件为确定事件,在特定时间点发生;

所述时间距离约束的表达式为:

式中, 表示第 个事件和第 个事件发生时间的间隔必定在时间区间内, 和 分别表示 的下界和上界。

6.根据权利要求5所述的基于时序组织型P系统的电网故障诊断方法,其特征在于,所述时序推理规则包括前向时序推理和逆向时序推理;

其中,前向时序推理为:

已知第 个事件的时间点约束,以及其与第 个事件之间的时间距离约束,则推理第个事件的时间点约束为:逆向时序推理为:

已知第 个事件的时间点约束,以及第 个事件与第 个事件的时间距离约束,则推理第 个事件的时间点约束为:。

7.根据权利要求3所述的基于时序组织型P系统的电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S22中,基于时序约束和时序推理规则确定的时序特性一致性的表达式为:式中, 和 分别为警报信号所对应的第 个事件和第 个事件, 为事件 发生的时间点约束, 为事件 和 的时间距离约束。

8.根据权利要求1所述的基于时序组织型P系统的电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S4中,建立的连接矩阵 的表达式为:其中, 表示细胞 与 之间存在正向关联,即 所对应事件是触发 对应事件的原因, 是 发生后产生的结果, 则表示两个细胞节点之间没有任何关联。

9.根据权利要求8所述的基于时序组织型P系统的电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S6中的判断向量 将转移向量 和故障节点向量 进行逻辑与运算构建出判断向量 ,其表达式为:式中, , , ;

, , 或1, ,当 时代表 为可疑故障元件,当时代表为其他设备元件。