电力系统故障诊断的研究现状与发展趋势

王焕明

摘要： 随着人们生活水平的提高，电力系统的规模也在不断扩大，保证电力系统运行安全稳定也越来越重要，因此电力系统故障诊断研究成为社会的热点问题。本文将针对电力系统故障诊断的研究现状与发展趋势做出分析。

Abstract： With the improvement of people's living standards， the scale of the power system is constantly expanding， and it is more and more important to ensure the safe and stable operation of the power system， therefore， study of power system fault diagnosis has become a hot issue of society. This paper analyzes the research status and development trend of power system fault diagnosis.

关键词： 安全稳定；供电需求；结构复杂

Key words： security and stability；power supply needs；complex structure

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）25-0056-02

0 引言

经济的发展，供电需求不断增加，使电力系统的规模越来越大，系统结构越加复杂。电力系统在不断的智能化中，保证电力系统运行安全稳定是最关键的，因此需要重视对电力系统故障的诊断。利用与电力系统有关的保护装置知识和继电保护的一些信息，来对故障的位置、类型等进行诊断，故障中的元件是对其进行诊断的关键要点。电力系统的大规模和复杂的结构，如果在短时间中大量的报警信息出现，超出了运行人员处理的能力，就会容易造成错误和遗漏判断，无法及时准确地对故障进行处理，容易造成事故的发生。因为电力系统故障没及时处理解决，在全国各地都造成了重大的停电事故，所以电力系统故障诊断在全球都引起了广泛的关注，是保障电力系统安全运行的重要因素。需要建立能够对故障进行快速、正确的诊断系统，对故障进行及时的解决，能够增大电力系统运行的安全和稳定性。至今，中国没有发生大面积的停电事故，这也不能说明我国的电网安全运行的方面水平很高。随着电力的需求越来越大，大机组、大电网和高压远距离输电的一些技术已经是电力系统中的主导；利用区域电力系统连网的建设对电力资源的合理利用进行了规划，但这些都将电力系统和电力生产的运行中风险增加了。电力系统故障诊断对电力系统安全运行、发生故障时快速反应、对事故进行处理，及时恢复供电这些都具有很重要的意义。本文将针对电力系统故障诊断的研究现状与发展趋势做出分析。

1 电力系统故障诊断研究

国外一些国家很早就对电力系统故障诊断进行研究。二十世纪八十年代美国就已经开始对火电站的机械设备的故障进行诊断工作，之后美国对电力系统方面的研究就渐渐开始了。在经过了十多年的努力研究就中，在发电站故障诊断和性能检测方面取得了很多全球领先的技术和成果。

国内对电力系统故障诊断研究工作是比较晚的。比起国外的一些国家晚了大概二、三十年的时间。国内对于电力系统故障诊断的研究是在国外对电力系统故障诊断的研究成果基础之上进行的。可以将国内的对电力系统故障诊断研究分为两个阶段：①电力系统故障诊断研究的前十年中，是国内研究的一个起步阶段，研究的重点都是对国外研究出来的诊断技术和理论知识进行认识了解，在那十年中的研究工作就是加快傅里叶变换、分析谱、处理信号等这些技术，其主要目的就是对设备运行的状态进行监测。②在二十世纪九十年代的研究期间，是一个深入发展的阶段。那一阶段正值国内工业建设的大规模发展，在现代化管理技术在不断的深入时，也将国内电力系统故障诊断技术也大大地推进了。在这一时期的研究中，对分类故障、识别模式、专家系统智能化和计算等，以及全方位的电力设备故障进行了研究，也渐渐地从国外的研究成果中解脱出来。根据当时国内电力系统的特点研究形成了有针对性的故障诊断理论和技术。如今全世界对电力系统故障诊断的研究中，都是对以下的几个方法进行研究：①专家系统诊断方法；②人工神经网络诊断方法；③优化技术诊断方法；④Petri网络诊断方法；⑤粗糙集理论诊断方法；⑥模糊集理论诊断方法；⑦多代理系统诊断方法。

方法①确保故障诊断系统的实时和有效性，与此同时给出的结论符合人类语言的习惯，适合使用在中小型的电力系统故障诊断，满足不了大规模电力系统故障诊断的需求。方法②鲁棒性好，学习和容错能力强，可以有效避免专家系统诊断方法中知识库结构的难题。但是同样也满足不了大规模电力系统故障诊断的需求。方法③利用数学模型求解的方法，将电力系统故障进行规划，构造出数学模型，利用优化技术找出故障。其诊断模型论理是非常严密的，不需要要引入启发式的知识，利用常规的算法即可。其适合利用与信息完整的电力系统故障诊断，但是其诊断需要迭代，速度较慢。方法④主要是解决因为网络中事件序列和信息流不正常时候的故障诊断，可以对在同一时间发生或者循环发生的故障，进行定性和定量分析，其适合利用在变电站的故障诊断中。方法⑤是对不完整和不确定性的问题进行处理的新型数学工具，适合用在中小型的电力系统故障诊断。出现太多问题时，会出现很多的决策表，诊断结果可能会受到影响。方法⑥可以对电力系统故障中的不确定信息进行处理，需要结合其他诊断方法一起诊断。如果诊断系统的结构发生了改变，这个时候模糊知识库和模糊度的规则都是需做出修改，其维护性能是比较差的。方法⑦是一个将人工智能分布实验的平台。是目前解决大规模电力系统故障诊断问题的重点发展。但目前其知识、行为、协调和协作都是需要我们深入去解决的核心问题。endprint

2 电力系统故障诊断发展

电力系统故障诊断研究的主要目的就是保证电力系统的运行安全且稳定。如今电力系统的故障分析和信息处理，已经无法再依靠传统的人工来判断了。电力系统故障诊断的系统已经渐渐的向智能化诊断系统方向发展，要把诊断系统的优势完全地发挥出来，能够很好地应用到电力系统故障诊断工作中，需要以下面几个方面为发展方向：

①把现在的高科学技术更深入地运用在电力系统故障诊断的系统中去。如今计算机技术和人工智能技术越发的成熟和科学，为电力系统故障诊断系统指出一条新的发展道路。在未来电力系统故障诊断研究中需要以智能化为重点，加强对其的关注。②在电力系统故障诊断系统的发展中需要以单台设备为目标，对其进行在线检测，之后在向整体监测延伸，对电力系统故障的维修管理，不能仅仅局限在设备的个体中。对电力系统中的设备检测维修，停止运行会关联到整个系统的输电和变电设备的运行。一些大电网的停运检测维修，甚至为关联到整个地方运行和电力供求关系的调整。③实现电力系统故障诊断系统的远程和网络化，实现实时监控。如果将电力系统的故障诊断技术和计算机网络技术进行很好的结合，那么在电力系统设备出现故障时，可以对故障进行及时诊断和维修，避免事故的发生。

3 总结

电力系统运行的安全和稳定性是与电力系统故障诊断工作有着直接影响的。在上世纪的八十年代，就已经有了很多关于电力系统故障诊断的研究，也提出了很多诊断的技术和方法。随着社会发展，电力需求量不断上涨，电力系统也在日益扩大，结构也越来越复杂，这对电力系统故障诊断提出了一个新的发展高度和要求。

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