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MBD在配电网故障诊断中的应用研究

作　者: 胡非
导　师: 刘志刚
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 配电网 基于模型诊断 最小碰集 最小冲突集 故障诊断
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


在现代电力系统中,配电网结构日趋复杂,其故障发生概率也在不断增加,当配电网发生故障或事故时,为了能够在较短的时间内找出故障原因,近年来,许多学者将人工智能的理论和方法用于配电网故障诊断,现有的配电网故障诊断系统基本上是基于经验的专家系统,但是专家系统难以诊断经验之外的故障,而且系统的移植和维护也非常困难,为了克服专家系统的缺陷,本文将基于模型诊断(MBD)的方法应用于配电网故障诊断。首先,本文分析了配电网故障诊断的研究现状,课题的背景与意义；介绍了MBD方法的基本思想、基本过程、常见分类以及常见的诊断策略。其次,介绍了最小冲突集的概念及相关理论,本文将最小冲突集的搜索过程分为两步,即首先离线地搜索出最小冲突集候选,然后在线地从最小冲突集候选中搜索出最小冲突集。针对最小冲突集候选的搜索问题,本文介绍了关系导向算法(RGA)以及两种常规的搜索算法,将这三种算法作性能对比实验,实验结果表明RGA算法比其他两种算法性能更加优越,具有更好的实时性。同时,给出了在线诊断策略。再次,针对将MBD方法用于配电网故障诊断时,最小碰集求解过程复杂,时间效率低以及程序不易编制等问题,本文提出使用二进制编码算法计算最小碰集。该算法将求解最小碰集问题映射到0/1整数规划问题,达到在短时间内找到全部最小碰集的目的。将此算法与其他的最小碰集算法进行比较,实验表明,该算法具有良好的实时性,并且以一个实际配电网诊断为例,来说明该算法计算最小碰集的过程。最后,考虑到配电网的结构特点以及它的故障诊断问题的一些具体需求,本文提出了一个将MBD理论应用于配电网故障诊断的方案,并且以一个实际配电网的故障诊断为例,在构建了该配电网内各类设备的统一模型的基础上,给出了该配电网的系统模型描述,并结合该配电网的一组故障观测数据,对该配电网内发生的故障做故障诊断实验,由实验验证了该应用方案的可行性与有效性。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-16
  1.1 课题的背景与意义  11-12
  1.2 课题的国内外现状分析  12-15
    1.2.1 配电网故障诊断的现状分析  12-14
    1.2.2 MBD的研究现状分析  14-15
  1.3 本文的主要工作  15-16
第2章 MBD概述  16-23
  2.1 MBD的基本思想  16
  2.2 MBD的分类  16-18
    2.2.1 基于一致性诊断  16-18
    2.2.2 基于溯因诊断  18
  2.3 MBD的基本过程  18-19
    2.3.1 系统建模  18-19
    2.3.2 冲突识别  19
    2.3.3 候选产生  19
    2.3.4 诊断鉴别  19
  2.4 MBD的常见诊断策略  19-22
    2.4.1 分层结构诊断  19-20
    2.4.2 分块诊断策略  20-22
    2.4.3 优先搜索策略  22
  2.5 本章小结  22-23
第3章 最小冲突集的计算方法  23-28
  3.1 引言  23-24
  3.2 冲突集的相关定义  24
  3.3 最小冲突集候选的搜索算法  24-27
    3.3.1 RGA搜索算法  24-25
    3.3.2 两类常规的搜索算法  25-26
    3.3.3 RGA算法与两种常规搜索算法的比较实验  26-27
  3.4 在线诊断策略  27
  3.5 本章小结  27-28
第4章 最小碰集的计算方法  28-35
  4.1 引言  28
  4.2 相关定义与定理  28-29
  4.3 算法描述  29-30
  4.4 算法的实时性  30-31
  4.5 实例分析  31-32
  4.6 本章小结  32-35
第5章 MBD在配电网故障诊断中的应用  35-63
  5.1 引言  35
  5.2 配电网诊断方案  35-36
  5.3 诊断实例  36-58
    5.3.1 抽象系统元件  38
    5.3.2 配电网内各类设备对象的建模  38-49
    5.3.3 配电网的整体建模  49-50
    5.3.4 诊断过程  50-58
  5.4 实验与分析  58-62
    5.4.1 实验一  58-60
    5.4.2 实验二  60-62
    5.4.3 实验分析  62
  5.5 本章小结  62-63
结论与展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-71
附录1 系统变量  71-72
附录2 小元件对象描述  72-76
附录3 大元件对象描述  76-78
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  78

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 理论与分析 > 网络分析、电力系统分析
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