基于时序模糊petri网电力系统故障诊断通用模型

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1、基于时序模糊Petri网电力系统故障诊断通用模型　　摘要：针对电网规模增大时，各元件的Petri网建模会产生组合爆炸问题，提出基于时序的电力系统元件模糊Petri网通用模型，加入时间约束关系提高Petri网的诊断性能。把结线分析法和矩阵运算的推理算法运用在故障诊断过程中，解决了组合爆炸问题，并在系统接收错误及不完整的故障信息时，依然可以准确的进行故障诊断，容错性强。通过实例验证了该方法的正确性和通用性。关键词：Petri网；故障诊断；结线分析法；时序信息AGeneralMethodofFaultDi

2、agnosisforPowerSystemBasedonTimeSequenceFuzzyPetriNetCHENJingqiu，WANGQian，XIANGQiangming，WANGJiangli(SchoolofElectricalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,SichuanProvince,China)ABCTRACT:ThePetrimodelofeachcomponentwilltendtocombinatio

3、nexplodingproblemwiththeexpansionofthescaleofmodernpowersystems.This8paperhasintroducedthegeneralPetrinetmodelsofdifferentpowersystemcomponents,whichusingreasoningmatrixmethodoftosolvetheproblemofcombinatorialexplosion.Whenthesystemreceivefaultorunasce

4、ryainedinformation,itcanstillaccuratelymakesurethefaultdiagnosis.Anexamplehasbeenverifiedthecorrectnessandversatility.Keywords:Petrinet;faultdiagnosis;topologyanalysisofpowernetworks中图分类号：TM421文献标识码：A0引言随着现代社会生产力水平的不断提高，可靠的电能是电力用户的基本要求，加之电网的互联规模越来越大，可能

5、出现的故障也越来越复杂，因此电网故障的识别必须迅速、准确。另一方面，越来越多的自动装置应用到电力系统保护中，当电网发生故障时，保护装置产生海量的报警信息涌入控制中心，为故障诊断系统提供了可能。8电力系统故障诊断是指利用保护和断路器的动作信息及电压电流的变化信息识别故障元件或故障区域。目前有许多方法[1]如专家系统、人工神经网络、模糊集理论、优化方法、Petri网等等。其中，Petri网可以把继电保护和断路器与故障元件的关系用图形的形式清晰明了地表示出来，并且可以用矩阵运算来描述。Petri网络是研究

6、和模拟系统同时发生、次序发生或循环发生的各种活动的理想工具[2]~[4]。本文提出一种通用的电力系统元件Petri网建模模型，适应性强，并对错误及不完整的故障信息容错性强。1模糊Petri网理论介绍模糊Petri网(FuzzyPetriNet，FPN)是在基本Petri的基础上发展而来[5]~[6]，其结构可以由一个9元组来描述:：P为库所节点的有限集合；T为变迁节点的有限集合；D为命题的有限集合，，且；为输入矩阵，即库所到变迁的映射；为输出矩阵，即变迁到库所的映射；表示库所对应命题的置信度；反映库

7、所节点和命题之间的对应关系；，变迁定义的一个阈值；规则置信（CF）矩阵，，为规则的置信度，。2结线分析法电力系统输电网发生故障后，最终都会由保护和断路器动作隔离故障，故障的元件肯定在被隔离出来的无源区域中[6]。对故障区域内的可疑故障元件分别建立模糊Petri模型，采用推理算法[7]，得出每个可疑元件的故障可信度。本文将电网中的线路、母线和变压器都看成元件，把电网中的断路器看成开关。在电力系统输电网发生简单故障时,电力系统系统会由断路器分成两个子网，而当发生复杂故障时，电力系统会由断路器分成多个子网

8、。83通用的模糊Petri网模型一种通用的模糊Petri网模型，不需针对每个元件建立各自的矩阵然后再进行计算，只需根据SCADA传来的数据信息，更改输入初始数据即可。图1为某电网局部模型。下面分别给出线路、母线、变压器的通用Petri网模型：图1某电网局部模型1)线路如图1所示R1/R2是线路L的主保护，CB1/CB2是主保护相关的断路器；R3/R4是线路L的近后备保护，CB3/CB4是近后备保护相关断路器；R5/R6是远后备保护，CB5/CB5是远后备保护相关的断路