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配电网故障区域定位与隔离的研究

作　者: 戴光武
导　师: 都洪基
学　校: 南京理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 配电网故障区域定位矩阵算法分层拓扑模型改进BP网络三值神经逻辑网络
分类号: TM755
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 239次
引　用: 2次
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内容摘要

随着社会经济的发展,配电自动化是配电系统发展的必然趋势,配电网故障区域定位与隔离是其核心功能之一。论文分析了当前国内外配电网故障区域定位与隔离存在的主要问题,研究了几种具有典型代表意义的传统算法:通用性较强的矩阵算法、具有一定容错性能的改进矩阵算法以及效率较高的分层拓扑模型算法,并用实际算例验证了其正确性与可靠性,体现了各自的特点和优势。由于实际工程应用中,配电网故障区域定位所用信息大多来源于户外的FTU,因此不可避免地会受到各种环境因素的干扰,故障信息发生畸变或者丢失的可能性较大,要使得定位结果准确、可靠,算法本身必须具有较好的容错性能,神经网络作为一种人工智能算法,是其中典型代表。BP网络作为神经网络中应用最多、最为精华的部分,应用于配电网故障区域定位领域具有独到的优势。论文针对BP网络存在的一些不足进行了相应的改进,克服了传统BP算法收敛速度慢、易陷于局部最小等缺点,很好地解决了配电网故障定位问题,具有一定的容错性能,但还是不够高。为了进一步提高网络的容错性能,研究了一种新型神经网络——神经逻辑网络,利用其中典型的三值神经逻辑网络具有的较强逻辑推理能力,对故障信息进行有效地纠错,将其与改进BP网络相结合,实现配电网的高容错性故障定位。通过实际算例验证了该算法的可行性与有效性,具有比较高的工程实用价值。最后分析了运用神经网络进行故障区域定位的不足之处,提出了未来更进一步研究的方向。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-17
  1.1 选题背景和意义  10
  1.2 配电网故障区域定位的主要问题  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-13
    1.3.1 利用用户故障投诉电话信息的故障定位  11-12
    1.3.2 利用配电自动化信息的故障定位  12-13
  1.4 基于FTU的配电网故障定位方法概述  13-16
    1.4.1 基于矩阵算法的分析方法  13
    1.4.2 基于专家系统或智能专家系统的分析方法  13-14
    1.4.3 基于模糊集理论的分析方法  14
    1.4.4 基于遗传算法的分析方法  14-15
    1.4.5 基于人工神经网络的分析方法  15-16
  1.5 论文主要工作  16-17
2 配电网的拓扑结构及分层拓扑模型  17-23
  2.1 配电网络及其故障处理的特点  17-18
  2.2 配电网的数学简化模型  18-19
  2.3 配电网络拓扑的描述  19-20
  2.4 配电网的节点描述矩阵  20
  2.5 配电网分层拓扑模型  20-22
    2.5.1 分层拓扑模型的基本原理  21-22
  2.6 本章小结  22-23
3 配电网故障定位与隔离的传统算法研究  23-37
  3.1 配电网故障定位的矩阵算法  23-26
    3.1.1 算法的基本原理  23-24
    3.1.2 算例分析  24-26
  3.2 配电网故障定位的改进矩阵算法  26-30
    3.2.1 算法的基本原理  26-28
    3.2.2 算例分析  28-30
  3.3 基于分层拓扑模型的配电网故障定位  30-33
    3.3.1 算法的基本原理  30-31
    3.3.2 算例分析  31-33
  3.4 基于分层拓扑模型的配电网故障定位改进算法  33-36
    3.4.1 一维搜索算法  33
    3.4.2 故障定位改进算法的实现  33-35
    3.4.3 算例分析  35-36
  3.5 本章小结  36-37
4 人工神经网络  37-49
  4.1 人工神经元结构模型  37-38
  4.2 神经网络的结构  38-39
  4.3 神经网络的特性  39
  4.4 神经网络的学习方法  39-40
  4.5 BP神经网络及其改进  40-47
    4.5.1 BP神经元及BP网络模型  41
    4.5.2 BP网络的学习  41-44
    4.5.3 BP网络的不足及其改进  44-46
    4.5.4 BP网络设计的基本方法  46-47
  4.6 本章小结  47-49
5 基于人工神经网络的智能型配电网故障定位  49-68
  5.1 基于改进BP网络的配电网故障定位  49-59
    5.1.1 神经网络在配电网故障定位中应用  49-50
    5.1.2 运用MATLAB中神经网络工具箱进行BP网络设计  50-51
    5.1.3 算例仿真和结果分析  51-59
  5.2 多值神经逻辑网络  59-61
    5.2.1 神经逻辑网络的构造  59-60
    5.2.2 三值神经逻辑网络  60-61
  5.3 基于三值神经逻辑网络与改进BP神经网络组合的配电网故障定位  61-65
    5.3.1 基于三值神经逻辑网络的故障信息纠错模型  61-63
    5.3.2 算法的基本流程  63
    5.3.3 算例仿真和结果分析  63-65
  5.4 配电网络结构动态变化时的故障定位分析  65-67
  5.5 本章小结  67-68
6 论文总结  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
附录A 基于人工神经网络的配电网故障定位程序仿真  75-79
附录B  79

配电网故障区域定位与隔离的研究

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