高压电网配电设备故障智能诊断系统的设计

第２９卷第２期　２０１３年２月　科技通报　ＢＵＬＬＥＴＩＮ　ＯＦ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖｏ１．２９　ＮＯ．２　Ｆｅｂ．２０１３　高压电网配电设备故障智能诊断系统的设计　冯明卿　，冯玉东　，马　斌　（１．郑州电力高等专科学校，郑州４５０００４；２．华北水利水电学院，郑州４５００１１）　摘要：针对在实际的高压电网配电系统中，高压环境较为危险，故障信息特征极难获得，信息不完整，　导致无法有效及时地寻找故障原因的问题。本文将智能无限传感器网络的思想引入到配电系统的故障　诊断过程中，将保护、继路器的状态作为系统进行故障检测的条件属性，故障发生的器件或者区域作为　决策结果属性。系统的软件设计中，利用相关性反馈与交互式的挖掘算法结合，对供电系统中的各种故　障信息进行决策的推理与诊断。实验结果表明，该故障诊断系统在一定的高压电网配电规模和保护动　作不完整的情形下诊断的准确率达到了７７％。　关键词：配电系统；故障诊断：关联规则　中圈分类号：ＴＰ１３７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—７１１９（２０１３）０２－０１４８—０３　Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｆａｕｌｔ　Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｆｅｎｇ　Ｍｉｎｇｑｉｎｆ，Ｆｅｎｇ　Ｙｕｄｏｎｇｌ，Ｍａ　Ｂｉｎ２　（１．Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００４，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｎｏａｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｉｒｃ　Ｐｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００１　１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｈｉ　ｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｇｒｉｄ　ｆｏｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｈｉｇｈ—ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ｄａｎｇｅｒｏｕｓ，ｔｈｅ　ｆａｉｌ—　ｕｒｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ　ｄｉｆｉｃｕｌｔ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ａｎｄ　ｌｅａｄ　ｔｏ　ｎｏｔ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅａｒｃｈ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｅ　ｓｍａｒｔ　ｉｎｆｉｎｉｔｅ　ｓｅｎｓｏｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｉｄｅａ　ｏｆ　ｄｉｓｔｉｂｕｔｒｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆａｕｌｔ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｏｆ　ｐｒｏ—　ｃｅｓｓ．Ｗｉｌｌ　ｐｒｏｔｅｃｔ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｍｅｔｈｏｄ，ａｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆａｕｌｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅ，ｔｈｅ　ｄｅｖｉｃｅ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｏｒ　ａｒｅａ　ａｓ　ｔｈｅ　ｄｅｃｉ－　ｓｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｕｓｉｎｇ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ￣ｅｄｂａｃｋ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ｍｉｎ－　ｉｎｇ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｆａｕｌｔ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｄｅｃｉｓｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｒｅａｓｏｎｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆａｕｌｔ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｇｒｉｄ　ｐｏｗｅｒ　ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ　ｓｃａｌｅ　ａｎｄ　ｐｍ—　ｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｖｅｍｅｎｔ　ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｉｎ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｕｎｄｅｒ　７７％．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄ：ｐｏｗｅｒ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ；ｆａｕｈ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ；ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　ｒｕｌｅｓ　０　引言　高压电网配电系统是由大规模的主干电网作为支　少数的已经应用在配电系统中的故障检测方法由于缺　少智能地诊断也大都不能实现较好的容错性Ｉ　２１，故障　检测和诊断一直是人工智能方向研究的热点　。　撑的，随着电网规模越来越庞大，每当配电系统的某个　区域或者某个器件发生故障的时候，由于系统庞大，大　１　故障检测系统的设计方法　１．１系统的硬件设计　高压电网配电设备故障智能诊断系统的硬件结构　较为简单，采用Ｃ／Ｓ结构。在最前端的数据采取设备中，　量的设备运行信息进入数据库。这就要求能够及时地　从海量的故障数据中挖掘出产生该故障的原因，提高　保护、继路器误动拒动或者某段传输线路出现错误的　容错性。目前，我国的电力设备检测还是以人工为主，　收稿日期：２０１２—０６—１９　基金项目：２０１１年河南省教育厅科研项目（２０１　１Ｃ５１０００７）。　作者简介：冯明卿（１９７８一），男，河南方城县人，硕士，研究方向：计算机应用技术。　１５０　科技通报　第２８卷　一个较小子集（如前ｎ条返回结果，通常ｎ＝２０），然后把这　确定或者出现信息偏差与模糊的情况下，系统能够有　个子集中故障信息分成相关Ｒ　和不相关＾　俩个集合。　改进的Ｒｏｃｃｈｉｏ公式为：　ｑ　ｎｇ　磊Ｄ一　。　，Ｄ　这样便使当前查询朝着被判定为相关故障信息的　均值向量靠近，远离被判定为不相关的故障信息。其中　参数ａ．Ｊ３和，，是正的常数，控制着新查询对最近反馈信　息的敏感性。其定义分别为：　Ｉｄｅ规则：　ｇ，　叼　∑Ｄ—ｙ∑Ｄ　Ｉｄｅ—Ｄｅｃ—Ｈｉ：　ｇ一　凹矿　∑Ｄ－ｙｍａｘ　Ｄ　这３种方法都自动对查询条件中的检索词重新计　算权重，增加对出现在相关故障信息中的检索词的权　重，减去出现在不相关故障信息中的检索词的权重。　２实验结果及分析　以北京地区电力配电系统故障数据为例，进行系　统测试，诊断结果表明，当故障信息全面且准确时通过　该关联规则可以得到正确的诊断结果；当故障信息一　部分偏差的时候，仍可得到正确的诊断结果；当故障信　息丢失不完整或者不完备时，由于算法中能同时处理　属性为０和不完备（即缺失状态项），所以仍可得到正确　的诊断结果或设定故障区。　分别运用不同方法，其电力故障信息的变化趋势　如图３所示。　实验结果表明，当供电系统中的故障数据信息不　效地扫描数据库而进行故障区域的容错检测，检测准　确度达到７７％左右。这样的检测方法可以应用在大型　的供电系统中。　３　结束语　本文将智能无限传感器网络的思想引入到配电系　统的故障诊断过程中，将保护、继路器的状态作为系统　进行故障检测的条件属性，故障发生的器件或者区域　作为决策结果属性。系统的软件设计中，利用相关性反　馈与交互式的挖掘算法结合，对供电系统中的各种故　障信息进行决策的推理与诊断。实验结果表明，该故障　诊断系统在一定的高压电网配电规模和保护动作不完　整的情形下诊断的准确率达到了７７％。　参考文献：　…　马常伟，李玉忍，齐洁．飞机自动配电管理系统设计ＩＪ１．　计算机测量与控制，２００７：１１３３—１１３５．　［２】　文福拴，韩祯祥，田磊，等．基于遗传算法的电力系统故　障诊断的解析模型与方法ｆＪ】．电力系统及其自动化学　报，１９９８，１０（３）：４—７．　【３】　殷佳琳．新型开关稳压电源的优化设计与应用【Ｊ１．科技　通报，２０１２，２８（２）：２５—２８．　【４】　周明，任建文，李庚银，等．基于模糊推理的分布式电力　系统故障诊断专家系统ｌＪｌ＿电力系统自动化，２００１，２５　（２４）：３３－３６．　【５］　汤磊，孙宏斌，张伯明，等．基于信息理论的电力系统在　线故障诊断【ｊ１．中国电机工程学报，２００３，２３（７）：５－１１．