模糊推理Petri網(wǎng)在電網(wǎng)故障診斷中的應(yīng)用研究

鄭逸

【摘 要】本文在傳統(tǒng)Petri網(wǎng)基礎(chǔ)上分析了模糊推理Petri網(wǎng)模型（Fuzzy Reasoning Petri Net，F(xiàn)RPN）及其有效的矩陣推理算法，通過該算法的并行推理能力可以同時得到推理后系統(tǒng)的全部狀態(tài)值。結(jié)合該特點，文中將模糊推理Petri網(wǎng)應(yīng)用于電網(wǎng)故障診斷中，可以有效診斷出故障源。

【關(guān)鍵詞】模糊推理Petri網(wǎng)；電網(wǎng)；故障診斷

0 引言

隨著我國電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)、安全的電能供應(yīng)已成為人們生活的普遍需求。然而，自然因素、人為因素和設(shè)備自身等因素的存在使得電網(wǎng)故障的發(fā)生很難避免。故障診斷技術(shù)可以預(yù)防電力系統(tǒng)由故障演化為大面積停電事故的發(fā)生，從而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，給經(jīng)濟的發(fā)展和社會的穩(wěn)定帶來積極的影響。

近幾十年來，隨著計算機技術(shù)、新數(shù)學(xué)工具的不斷發(fā)展，國內(nèi)外專家學(xué)者深入研究了電網(wǎng)故障診斷的不同方法。本文將模糊推理Petri網(wǎng)理論[1]應(yīng)用到電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)中，從而提高故障診斷的速度，為進一步實用化打下基礎(chǔ)。

1 模糊推理Petri網(wǎng)

1.1 模糊推理Petri網(wǎng)模型

2 模糊推理Petri網(wǎng)在電網(wǎng)故障診斷中的應(yīng)用

本文結(jié)合一簡單電力系統(tǒng)局部示意圖來說明FRPN在電網(wǎng)故障診斷中的應(yīng)用，如圖1所示。文中采用由故障現(xiàn)象判定故障元件的反向邏輯推理機制來建立電網(wǎng)元件故障診斷的FRPN模型[3]，并利用矩陣推理算法得到每一個診斷模型中元件庫所的故障概率值，通過該值的判斷進而確定出故障元件?，F(xiàn)以圖1中線路L1故障為例，建立其故障診斷FRPN模型，如圖2所示。

當線路L1發(fā)生故障時，其關(guān)聯(lián)保護系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的動作來響應(yīng)故障。SCADA系統(tǒng)中采集到如下信號：L1Sm動作，CB1斷開，L1Rp動作，CB3斷開。保護和斷路器動作的置信度通常是由人為經(jīng)驗設(shè)定的，即根據(jù)故障發(fā)生時保護動作的優(yōu)先權(quán)來確定其值的大小[4]，由此庫所初始狀態(tài)？茲0表示為：

此時，？茲4=？茲3，推理結(jié)束。由此可知線路L1發(fā)生故障，且故概率為0.72。同樣以該案例為例，若SCADA系統(tǒng)采集的信號為L1Sm動作，CB1斷開，L1Rm動作，CB3斷開，可以推理得到L1發(fā)生故障，且故障概率為0.855。從而可以發(fā)現(xiàn)第一種案例為主保護未動作而后備保護動作的情形。

3 結(jié)語

本文將模糊推理Petri網(wǎng)用于故障診斷中，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)輸電網(wǎng)絡(luò)的故障診斷。利用模糊推理Petri網(wǎng)可以方便、有效地對電網(wǎng)故障進行建模，且矩陣推理算法計算速度迅速，可以較好地解決故障診斷的速度及效率問題，從而幫助操作人員了解電力系統(tǒng)工作的狀態(tài)并進行報警識別與診斷。

【參考文獻】

[1]Gao M，Zhou M C，Huang X，et al.Fuzzy reasoning Petri nets[J].2003，33（3）：314-324.

[2]楊叔子.基于知識的診斷推理[M].清華大學(xué)出版社，1993.

[3]Luo X，Kezunovic M.Implementing Fuzzy Reasoning Petri-Nets for Fault Section Estimation[J].Power Delivery IEEE Transactions on，2008，23（2）：676-685.

[4]Cho H J，Park J K.An Expert System for Fault Section Diagnosis of Power Systems Using Fuzzy Relations[J].IEEE Transactions on Power Systems，1997，12（1）： 342-348.

[責任編輯：田吉捷]