王煥明

摘要： 隨著人們生活水平的提高，電力系統(tǒng)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定也越來越重要，因此電力系統(tǒng)故障診斷研究成為社會(huì)的熱點(diǎn)問題。本文將針對(duì)電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)做出分析。

Abstract： With the improvement of people's living standards， the scale of the power system is constantly expanding， and it is more and more important to ensure the safe and stable operation of the power system， therefore， study of power system fault diagnosis has become a hot issue of society. This paper analyzes the research status and development trend of power system fault diagnosis.

關(guān)鍵詞： 安全穩(wěn)定；供電需求；結(jié)構(gòu)復(fù)雜

Key words： security and stability；power supply needs；complex structure

中圖分類號(hào)：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）25-0056-02

0 引言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，供電需求不斷增加，使電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越加復(fù)雜。電力系統(tǒng)在不斷的智能化中，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定是最關(guān)鍵的，因此需要重視對(duì)電力系統(tǒng)故障的診斷。利用與電力系統(tǒng)有關(guān)的保護(hù)裝置知識(shí)和繼電保護(hù)的一些信息，來對(duì)故障的位置、類型等進(jìn)行診斷，故障中的元件是對(duì)其進(jìn)行診斷的關(guān)鍵要點(diǎn)。電力系統(tǒng)的大規(guī)模和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如果在短時(shí)間中大量的報(bào)警信息出現(xiàn)，超出了運(yùn)行人員處理的能力，就會(huì)容易造成錯(cuò)誤和遺漏判斷，無法及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)故障進(jìn)行處理，容易造成事故的發(fā)生。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)故障沒及時(shí)處理解決，在全國(guó)各地都造成了重大的停電事故，所以電力系統(tǒng)故障診斷在全球都引起了廣泛的關(guān)注，是保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要因素。需要建立能夠?qū)收线M(jìn)行快速、正確的診斷系統(tǒng)，對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)的解決，能夠增大電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定性。至今，中國(guó)沒有發(fā)生大面積的停電事故，這也不能說明我國(guó)的電網(wǎng)安全運(yùn)行的方面水平很高。隨著電力的需求越來越大，大機(jī)組、大電網(wǎng)和高壓遠(yuǎn)距離輸電的一些技術(shù)已經(jīng)是電力系統(tǒng)中的主導(dǎo)；利用區(qū)域電力系統(tǒng)連網(wǎng)的建設(shè)對(duì)電力資源的合理利用進(jìn)行了規(guī)劃，但這些都將電力系統(tǒng)和電力生產(chǎn)的運(yùn)行中風(fēng)險(xiǎn)增加了。電力系統(tǒng)故障診斷對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、發(fā)生故障時(shí)快速反應(yīng)、對(duì)事故進(jìn)行處理，及時(shí)恢復(fù)供電這些都具有很重要的意義。本文將針對(duì)電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)做出分析。

1 電力系統(tǒng)故障診斷研究

國(guó)外一些國(guó)家很早就對(duì)電力系統(tǒng)故障診斷進(jìn)行研究。二十世紀(jì)八十年代美國(guó)就已經(jīng)開始對(duì)火電站的機(jī)械設(shè)備的故障進(jìn)行診斷工作，之后美國(guó)對(duì)電力系統(tǒng)方面的研究就漸漸開始了。在經(jīng)過了十多年的努力研究就中，在發(fā)電站故障診斷和性能檢測(cè)方面取得了很多全球領(lǐng)先的技術(shù)和成果。

國(guó)內(nèi)對(duì)電力系統(tǒng)故障診斷研究工作是比較晚的。比起國(guó)外的一些國(guó)家晚了大概二、三十年的時(shí)間。國(guó)內(nèi)對(duì)于電力系統(tǒng)故障診斷的研究是在國(guó)外對(duì)電力系統(tǒng)故障診斷的研究成果基礎(chǔ)之上進(jìn)行的?？梢詫?guó)內(nèi)的對(duì)電力系統(tǒng)故障診斷研究分為兩個(gè)階段：①電力系統(tǒng)故障診斷研究的前十年中，是國(guó)內(nèi)研究的一個(gè)起步階段，研究的重點(diǎn)都是對(duì)國(guó)外研究出來的診斷技術(shù)和理論知識(shí)進(jìn)行認(rèn)識(shí)了解，在那十年中的研究工作就是加快傅里葉變換、分析譜、處理信號(hào)等這些技術(shù)，其主要目的就是對(duì)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。②在二十世紀(jì)九十年代的研究期間，是一個(gè)深入發(fā)展的階段。那一階段正值國(guó)內(nèi)工業(yè)建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，在現(xiàn)代化管理技術(shù)在不斷的深入時(shí)，也將國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)故障診斷技術(shù)也大大地推進(jìn)了。在這一時(shí)期的研究中，對(duì)分類故障、識(shí)別模式、專家系統(tǒng)智能化和計(jì)算等，以及全方位的電力設(shè)備故障進(jìn)行了研究，也漸漸地從國(guó)外的研究成果中解脫出來。根據(jù)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)研究形成了有針對(duì)性的故障診斷理論和技術(shù)。如今全世界對(duì)電力系統(tǒng)故障診斷的研究中，都是對(duì)以下的幾個(gè)方法進(jìn)行研究：①專家系統(tǒng)診斷方法；②人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法；③優(yōu)化技術(shù)診斷方法；④Petri網(wǎng)絡(luò)診斷方法；⑤粗糙集理論診斷方法；⑥模糊集理論診斷方法；⑦多代理系統(tǒng)診斷方法。

方法①確保故障診斷系統(tǒng)的實(shí)時(shí)和有效性，與此同時(shí)給出的結(jié)論符合人類語言的習(xí)慣，適合使用在中小型的電力系統(tǒng)故障診斷，滿足不了大規(guī)模電力系統(tǒng)故障診斷的需求。方法②魯棒性好，學(xué)習(xí)和容錯(cuò)能力強(qiáng)，可以有效避免專家系統(tǒng)診斷方法中知識(shí)庫結(jié)構(gòu)的難題。但是同樣也滿足不了大規(guī)模電力系統(tǒng)故障診斷的需求。方法③利用數(shù)學(xué)模型求解的方法，將電力系統(tǒng)故障進(jìn)行規(guī)劃，構(gòu)造出數(shù)學(xué)模型，利用優(yōu)化技術(shù)找出故障。其診斷模型論理是非常嚴(yán)密的，不需要要引入啟發(fā)式的知識(shí)，利用常規(guī)的算法即可。其適合利用與信息完整的電力系統(tǒng)故障診斷，但是其診斷需要迭代，速度較慢。方法④主要是解決因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中事件序列和信息流不正常時(shí)候的故障診斷，可以對(duì)在同一時(shí)間發(fā)生或者循環(huán)發(fā)生的故障，進(jìn)行定性和定量分析，其適合利用在變電站的故障診斷中。方法⑤是對(duì)不完整和不確定性的問題進(jìn)行處理的新型數(shù)學(xué)工具，適合用在中小型的電力系統(tǒng)故障診斷。出現(xiàn)太多問題時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很多的決策表，診斷結(jié)果可能會(huì)受到影響。方法⑥可以對(duì)電力系統(tǒng)故障中的不確定信息進(jìn)行處理，需要結(jié)合其他診斷方法一起診斷。如果診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，這個(gè)時(shí)候模糊知識(shí)庫和模糊度的規(guī)則都是需做出修改，其維護(hù)性能是比較差的。方法⑦是一個(gè)將人工智能分布實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)。是目前解決大規(guī)模電力系統(tǒng)故障診斷問題的重點(diǎn)發(fā)展。但目前其知識(shí)、行為、協(xié)調(diào)和協(xié)作都是需要我們深入去解決的核心問題。endprint

2 電力系統(tǒng)故障診斷發(fā)展

電力系統(tǒng)故障診斷研究的主要目的就是保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全且穩(wěn)定。如今電力系統(tǒng)的故障分析和信息處理，已經(jīng)無法再依靠傳統(tǒng)的人工來判斷了。電力系統(tǒng)故障診斷的系統(tǒng)已經(jīng)漸漸的向智能化診斷系統(tǒng)方向發(fā)展，要把診斷系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)完全地發(fā)揮出來，能夠很好地應(yīng)用到電力系統(tǒng)故障診斷工作中，需要以下面幾個(gè)方面為發(fā)展方向：

①把現(xiàn)在的高科學(xué)技術(shù)更深入地運(yùn)用在電力系統(tǒng)故障診斷的系統(tǒng)中去。如今計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)越發(fā)的成熟和科學(xué)，為電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)指出一條新的發(fā)展道路。在未來電力系統(tǒng)故障診斷研究中需要以智能化為重點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)其的關(guān)注。②在電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展中需要以單臺(tái)設(shè)備為目標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行在線檢測(cè)，之后在向整體監(jiān)測(cè)延伸，對(duì)電力系統(tǒng)故障的維修管理，不能僅僅局限在設(shè)備的個(gè)體中。對(duì)電力系統(tǒng)中的設(shè)備檢測(cè)維修，停止運(yùn)行會(huì)關(guān)聯(lián)到整個(gè)系統(tǒng)的輸電和變電設(shè)備的運(yùn)行。一些大電網(wǎng)的停運(yùn)檢測(cè)維修，甚至為關(guān)聯(lián)到整個(gè)地方運(yùn)行和電力供求關(guān)系的調(diào)整。③實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的遠(yuǎn)程和網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果將電力系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行很好的結(jié)合，那么在電力系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可以對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)診斷和維修，避免事故的發(fā)生。

3 總結(jié)

電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定性是與電力系統(tǒng)故障診斷工作有著直接影響的。在上世紀(jì)的八十年代，就已經(jīng)有了很多關(guān)于電力系統(tǒng)故障診斷的研究，也提出了很多診斷的技術(shù)和方法。隨著社會(huì)發(fā)展，電力需求量不斷上漲，電力系統(tǒng)也在日益擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，這對(duì)電力系統(tǒng)故障診斷提出了一個(gè)新的發(fā)展高度和要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭麗蕊，楊巍.電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（36）.

[2]楊美琪.腦探測(cè)電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].科技與企業(yè)，2013（24）：399.

[3]周正.解析電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].低碳世界，2013（12）：64-65.

[4]段燁煒.電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].卷宗，2013（9）：175.

[5]萬震駿，梁爽.電力系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)科技投資，2014（7）：159.

[6]占才亮.人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用[J].廣東電力，2011，24（9）：87-92.endprint