电力变压器故障诊断专家系统知识库建立和维护的粗糙集方法

提出了一种变压器故障诊断专家系统知识库形成的粗糙集方法 ,以解决专家系统较难获取完备知识的瓶颈问题。该方法从历史故障数据所形成决策表的约简出发 ,通过计算规则的粗糙隶属度 ,形成不同简化层次上符合置信度要求的节点网络规则集。用变压器故障信息与知识库中相应节点的规则集进行匹配 ,即使在气相色谱分析数据不完备的情况下 ,也能得到正确的诊断结果。通过推理机和数据库 ,实现对知识库的动态维护。大量诊断实例表明 ,该专家系统有效、灵活 。

粗糙集理论在电力系统中的应用

粗糙集理论是一种较新的软计算方法,可以有效地分析和处理不完备信息。近几年来,该理论日益受到国际学术界的重视,已在模式识别、预测建模、医疗诊断、决策分析等许多领域得到成功的应用。粗糙集理论在电力系统中的研究起步较晚,目前尚鲜见实际应用的报道。为了进一步推动粗糙集理论在电力系统广泛和深入地应用,文中综述了近年来粗糙集理论在电力系统设备故障诊断、配电网故障诊断、暂态稳定评估、电压无功控制、数据挖掘等方面应用研究的主要成果与方法。探讨了粗糙集理论在电力市场数据挖掘中的巨大潜力,以及与专家系统、人工神经网络、模糊理论和多代理系统等其他人工智能技术的相互结合问题,并提出了若干需要进一步研究的问题。

电力市场条件下的发电投资均衡

将电力市场短期发电决策和长期投资决策统一到一个模型框架中,基于样本路径依赖的开环信息结构建立了一个旨在描述自由竞争市场发电商长期行为的随机动态博弈模型,试图给出需求不确定条件下发电投资时机、类型及数量的动态均衡。模型求解应用了适合于大规模不确定性博弈问题的随机逼近算法。算例基础上的比较静态分析表明了初始发电容量大小和不确定程度变动对参与人容量扩张路径的定量影响。

一种高效的海量电力暂态数据索引方法

随着故障录波和行波装置的广泛应用和技术进步,IEEE COMTRADE 1999格式暂态数据(简称COMTRADE数据)已经呈现出海量化发展的趋势。如何对海量COMTRADE数据进行快速检索和分析也成为当前亟待解决的问题。文中研究并设计了一种高效的索引框架,该框架构建了以词对齐混合编码(WAH)为基础的位图索引,通过对COMTRADE数据构建元数据并建立相关索引,能够实现高速的电力数据检索,可以解决传统搜索技术的性能问题。该框架通过引入两阶段提交协议(2PC)来保证原始数据和元数据,元数据和索引文件的一致性。在与传统的MySQL关系数据库的比较测试中,所提方法性能更为优越,特别在对多维数据多条件和浮点数检索时,优势更为明显。该框架能够满足当前海量COMTRADE数据检索的需要,并可应用于电力行业其他大数据的存储检索和分析。

基于LMDI模型的黄河中游城市群水土资源利用影响因素分析

[目的]水土资源是城市发展的重要生产要素,是探索黄河中游城市群水土资源利用过程中的关键因素,对科学促进黄河中游城市群经济快速发展具有重要意义。[方法]以黄河中游三大城市群为例,通过运用LMDI加法模型对2010—2019年黄河中游三大城市群分别构建影响水资源消耗量变化及城市建设用地数量变化的因素分解模型,计算并比较不同驱动因素的效应值。[结果](1)水资源利用效率提高和产业结构的优化能够抑制水资源消耗量的增加,而经济规模和人口规模扩大则促进其增加。(2)产业规模、经济规模及人口规模扩大对建设用地扩张存在推动作用,而城市建设用地消耗强度对建设用地扩张具有抑制作用。(3)对于水资源利用量变化,黄河中游不同城市之间产业结构优化水平存在较大差距;对于城市建设用地变化,三大城市群总效应值比较结果为关中平原城市群>中原城市群>晋中城市群。[结论]基于区域差异和时间差异角度探讨黄河中游城市群水土资源利用的影响因素,有助于丰富水土资源可持续利用的相关研究,为黄河中游城市群的可持续发展提供理论指导。

PMU技术在电力系统稳定监控中的应用

基于PMU的电力系统运行监控系统可以是全新的广域测量系统(WAMS),也可以通过改进升级SCADA系统使其具备处理PMU信息的能力而构建,相对于传统SCADA系统,它们可以获得更多的电网运行信息。此文分析了PMU系统的技术特点,在此基础上介绍了国内外围绕PMU在电力系统运行监控技术方面所作的研究和取得的进展,并对这些研究结果作了理论上的分析评述。

水风光互补系统一次调频方案研究

为解决新能源并网后产生的频率问题,提出一种考虑水风光互补的调频策略。首先,建立含风、水、光、荷的简单系统数学模型;其次,结合水轮机、风电机组、光伏及其调频策略所对应的代数微分方程和基于直流潮流的系统网络方程,推导出负荷扰动时水轮机、风电机组、光伏并网节点频率响应的频域解析式;最后根据解析式分析调频死区和调频控制参数等对系统频率的影响,提出一种水风光互补系统联合调频方案。在仿真软件PSD-BPA中搭建四机系统及实际电网的仿真模型,对调频方案的有效性和可行性进行验证,多场景下仿真结果表明该方法可提高系统一次调频能力。

基于突变级数法的高压开关柜状态评价算法

高压开关柜状态评价方法的研究对整个电网设备状态维修体系的构建具有重要意义。为此,提出了以带电检测数据为主,结合柜体信息以及日常缺陷对高压开关柜进行综合评价的评价算法。算法以模糊理论为基础,同时结合突变理论,避免了传统设备状态评价算法对主观权值的依赖,能够更好地从设备状态突变的角度反映出设备绝缘状态的突变情况,算法全面考虑了影响高压开关柜状态的因素,在参量缺失的情况下也能给出合理评价,且更加简单,易于实现。应用变电站现场实际数据作为算例,通过对评价结果和检测数据的分析,验证了算法的有效性和可行性。

基于粗糙集理论的配电网故障诊断研究

鉴于粗糙集理论在处理不精确问题时 ,不需要提供待求解问题所需处理的数据集合之外的任何先验信息 ,运用粗糙集理论研究了因保护装置和断路器误动或拒动、通信装置的故障等原因造成的不完备警报信号模式下的配网故障诊断新方法。该方法把保护和断路器的信号作为对故障分类的条件属性集 ,考虑了各种可能发生的故障情况 ,以此建立决策表 ,然后实现决策表的自动化简和约简的搜索并利用决策表的约简形式 ,区分关键信号和非关键信号 ,直接从故障样本集中导出诊断规则 ,从而达到在不完备警报模式下快速准确地故障诊断的目的 ,揭示了警报信息集合内在的冗余性。该文以VB 6 .0为主界面 ,运用VisualC ++语言编程实现对故障区域的诊断。通过实际配电网的大量仿真表明 :该方法简单、有效 ,具有良好的容错性能。

动态电能质量扰动的多刻度形态学分析

利用多刻度数学形态学由粗到细地对信号进行分层处理的特点,从动态电能质量扰动的波形出发,建立一种全新的多层次描述和多层次处理的扰动辨识方法。该方法不以传统的基于有效值理论的波形分析和基于稳态信号的频谱分析为辨识依据,而是直接从波形的几何形态出发,采用不同刻度的结构元素对波形进行变换,通过形态学膨胀、腐蚀、开、闭运算,得到各刻度下的形态谱并获得对所研究对象的直观的理解。仿真结果证明该方法弥补了傅立叶变换和小波变换的一些缺陷;适当选择结构函数的幅值和信号采样率后,分析结果只受结构函数形状的影响。为动态电能质量扰动的检测、识别与分类提供了新的思路。

基于形态学的HVDC线路故障识别与定位方法研究

有效的故障行波波头辨识及测距方法是行波保护应用的重要环节。在介绍数学形态学原理及算法的基础上,通过对故障暂态电压行波的多分辨形态学梯度MMG(Multi-resolution Morpho-logical Gradient)处理,提取出故障折、反射行波的幅值及极性,以此对高压直流输电HVDC(High Voltage DC transmission)线路故障类型进行识别,并利用单端或双端测距算法进行故障测距。同时,讨论了几种与线路故障暂态相似的故障类型:换相失败和逆变侧单相接地故障。Matlab仿真结果表明,所提保护算法能够很好地区别HVDC线路故障和其他相似的暂态过程,也能准确地进行故障定位。

动态电能质量的分形指数小波分析方法

分形理论是近年来发展较快的一门学科,在信号处理和数据压缩方面具有较强的功能。小波理论为分析分形局部细微性质和研究分形体的构造规则提供了有效手段。利用小波与分形的内在联系,该文从小波变换后的系数中,提取扰动的全局分形指数和局部分形指数作为动态电能质量扰动的特征,建立了识别扰动类型的分形指数小波分析方法。通过对由PSCAD/EMTDC软件仿真得到的12种典型动态电能质量扰动波形的识别,证明该方法不但能对单一扰动进行识别,而且能在多种扰动叠加的情况下,找出关键扰动的特征,进行正确分类。该文方法为动态电能质量扰动的检测、识别与分类提供了新的思路。

谐振接地电网故障选线相关分析法

对于谐振接地电网,发生故障前,故障馈线与健全馈线零模电流中的不对称分量具有较强的相似性,它们之间的互相关系数会受到不对称分量的影响。对各线路故障零模电流,用故障发生之后第1个周期采样数据对应减去故障发生前1个周期采样数据,得到零模电流的纯故障分量。提出一种基于零模电流纯故障分量的相关分析选线方法,对各馈线故障零模电流的纯故障分量在一定数据窗下进行综合相关度分析,选择最小的综合相关系数对应的馈线为故障馈线。该选线方法具有较强的抗电弧接地能力,能有效地克服系统不对称的影响。理论分析及仿真结果表明,该方法选线结果准确、可靠,进一步提高了选线保护的裕度。

缺资料地区农村面源污染评估方法研究

为了解决缺资料地区的农村面源污染难以定量模拟和综合评估的问题,将输出系数法(the export coefficient model)和源强系数法(source strength coefficient method)进行联合,建立了一套简单、实用的农村面源(非点源)污染评估方法。结合文献和研究区——濑溪河流域(泸县境内部分)的调查数据提出相应的模型系数,进行研究区的农村面源污染评估,得到研究区主要污染类型、主要污染物、主要污染源、重点治理乡镇以及各镇主要污染源,同时,根据该评估结果提出水污染治理对策建议。结果表明,所提出的方法适用于缺资料地区的农村面源污染评估。

土石粗粒料的强度和变形特性的试验研究

根据大坝应力路径,对粗粒料进行等应力比和等应力比增量等于常数的三轴剪切试验,得出了相应的应力–应变关系式和规律;根据粗粒料的试验强度曲线特征,提出用幂次型函数表述粗粒料的抗剪强度,并以此为屈服准则,结合弹塑性理论建立了粗粒料的弹塑性本构模型,该模型可以用一个统一的表达式表述,该模型概念清晰、模型参数较少;同时推导出粗粒料的弹塑性矩阵;通过试验验证模型计算得到的粗粒料应力–应变关系曲线和实测结果吻合较好。

基于故障投诉电话信息的配电网故障定位粗糙集方法

运用粗糙集理论研究并提出了利用故障投诉电话信息实现配电网故障定位的新方法。该方法首先根据配电网拓扑结构的特点,将配电网络描述为树状结构,以便自动形成基于故障投诉电话的故障定位决策表,然后利用粗糙集方法对决策表进行化简,导出故障定位规则的最小约简形式,揭示故障投诉电话信息内在的冗余性。该方法既不 需要进行繁琐的计算,大大缩短了对故障的定位和隔离时间,又保证了规则的客观性,而且在故障投诉电话信息不完备的情况下,仍能达到快速、准确故障定位的目的,具有良好的容错性能。大量仿真算例表明,该方法简单、可行、有效。

基于FCM算法的高压开关柜局部放电状态评价方法研究

开关柜作为配电网络中应用最广泛,使用数量最多的配电设备之一,其可靠性关系到整个电网的安全稳定运行。文中提出了一种适用于高压开关柜状态评价的模糊聚类方法,为减小周围电磁环境对评价结果带来的干扰,对带电检测数据采用突变量输入,利用经验定值对传统模糊聚类算法中的可变聚类中心进行修正,使得聚类结果更适用于开关柜状态现场实际情况,并使得各次聚类评价结果间具有可比性,能够做到不需要先验信息直接对样本进行聚类,通过实例分析验证了评价方法的有效性,利用现场数据实算验证了方法的可行性。

基于故障投诉电话信息的配电网故障诊断方法

运用模糊集理论实现配电网故障定位 ,根据配电网的拓扑结构 ,提出实现网络自动分层的方法 ,再在获得足够故障投诉电话信息的前提下 ,利用模糊集理论实现故障定位。详细介绍了网络的自动分层原理及其算法、故障定位中基于投诉信息的模糊集原理与应用示例。运用 VB5.0及 MSAccess实现了配电网的故障诊断应用程序 ,对实际配电网的大量仿真表明 ,该方法简单。

对不受波速影响的输电线路单端行波法故障测距的探讨

在不受波速影响的行波法测距研究中,必须注意研究暂态初始行波、故障点反射波、对端母线反射波相互间的极性关系。而波形处理工具也将影响测距结果。该文通过分析故障初始行波、故障点反射波、对端母线反射波的极性关系来区别不同的行波分量,以暂态电流行波为分析对象,并用数学形态学检测故障波形,对不受波速影响的单端测距算法进一步研究。

非线性水轮发电机组哈密顿系统研究

为了在系统模型中包含机械部分的动态,以导叶开度微分方程和非线性水轮机构成扩展的非线性水轮机模型,并转化为仿射非线性方程。采用正交分解实现方法将系统转化为哈密顿系统,进而通过结构矩阵分解和反馈耗散设计实现为耗散形式。在广义能量描述下,能量流的变化与实际物理系统是一致的。与发电机哈密顿系统连接得到了非线性水轮发电机组哈密顿系统。导出的模型结构清晰,较好的反映了系统内部关联和外部联系机制。仿真表明,系统的哈密顿函数包含了系统暂态中能量变化的详细信息。