研究：考虑警报冗余和时序特征的电力系统故障诊断解析模型-北极星输配电网

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今天带给大家的是浙江大学电气工程学院文福拴教授团队的研究成果，该文已被IEEE Transaction on Power Systems录用并在线发表，欢迎品读。

1.警报信号的冗余和时序特性

当电力系统发生故障时，大量警报信号被上传至调度中心，由调度人员进行分析和处理。当多台设备故障、保护/断路器发生误动/拒动等复杂故障情形出现时，警报信息会更多，而且继电保护装置在电力系统中的冗余化配置使此情况进一步加剧。全球定位系统为警报信号提供了统一的时标信息，在增加系统可观性的同时，也可能会增加调度人员处理信息的负担。调度人员要在很短时间内处理大量警报信号并充分利用其中有效信息进行分析决策，压力很大，非常困难。此外，警报的漏报/误报和时标错误等不确定性因素会干扰调度人员的判断，增加故障诊断的难度。充分利用警报冗余信息和时序信息，可提高故障诊断的准确性。因此，发展可利用警报冗余和时序信息的电力系统故障诊断方法，以辅助调度人员快速诊断故障和误动/拒动的保护设备，对维持电力系统安全稳定运行具有重要意义。

2.虚拟继电保护和实际继电保护的映射

本文基于虚拟保护装置和实际保护装置之间存在的映射关系，在利用冗余信息增强诊断准确性的同时，提高诊断效率。虚拟继电保护用于合并针对相同位置或设备并具有功能的实际继电保护，并继承后者的功能;合并时可以保留警报的冗余和时序信息，并压缩所建解析模型的求解空间，提高诊断的准确性和计算效率。通过对冗余信息的处理，虚拟继电保护集合能够以较少的元素个数完全映射具有冗余性的实际继电保护集合，并应用于故障诊断。虚拟保护和与其对应的实际保护的期望状态、实际状态、警报状态和动作时间集合是相关联的。

3.故障诊断模型的基本架构

在故障发生后，警报信息(包括实际继电保护动作警报和断路器跳闸警报)被上传到调度中心，作为故障诊断的基础。所构造的故障诊断模型的基本架构如图1所示。首先，利用实时拓扑分析模块识别故障前后的电力系统拓扑结构，确定停电区域，并获取相应的实际继电保护、虚拟继电保护和断路器集合。下面依次介绍故障假说和目标函数的形成，以及目标函数值的计算等内容。