本發(fā)明涉及配電網(wǎng)調(diào)度員故障判定培訓(xùn)領(lǐng)域，具體來說是一種基于軌跡陣的配電網(wǎng)故障判定培訓(xùn)評價(jià)方法。

背景技術(shù)：

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，配電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模日趨擴(kuò)大，監(jiān)控設(shè)備日趨增多，運(yùn)行流程日趨復(fù)雜。為確保供電質(zhì)量的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性，對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行人員的專業(yè)水平提出了更高的要求。

調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)作為調(diào)度運(yùn)行人員日常培訓(xùn)與事故反演的重要手段被廣泛應(yīng)用。而對調(diào)度學(xué)員的水平及培訓(xùn)過程給出合理的評價(jià)一直是調(diào)度員培訓(xùn)仿真的難點(diǎn)。目前調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)主要包括兩類，一種是變電站培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，另一種是電網(wǎng)培訓(xùn)仿真系統(tǒng)。其評分方法主要包括人工干預(yù)評分法、傳統(tǒng)加減分法，人工智能匹配法等。

配網(wǎng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)有其自身的特點(diǎn)，其既不同于變電站培訓(xùn)仿真的保護(hù)獨(dú)立性，也不同于主網(wǎng)調(diào)度員培訓(xùn)仿真的保護(hù)復(fù)雜性。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，需要根據(jù)故障告警信號(hào)快速判定故障區(qū)間，隔離故障。配電網(wǎng)調(diào)度員的故障判定培訓(xùn)評價(jià)方法是對調(diào)度員在培訓(xùn)仿真中的故障判定操作進(jìn)行的自動(dòng)評價(jià)方法，對調(diào)度員培訓(xùn)仿真的實(shí)用化應(yīng)用具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決配電網(wǎng)調(diào)度員故障判定培訓(xùn)的評價(jià)問題，結(jié)合配電網(wǎng)特點(diǎn)，給出一種基于軌跡陣的配電網(wǎng)故障判定培訓(xùn)評價(jià)方法。

用于實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下：

一種基于軌跡陣的配電網(wǎng)故障判定培訓(xùn)評價(jià)方法，該方法包括如下步驟：

(1)建立故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis，并以該陣記錄多故障情況下的故障隔離操作設(shè)備及各設(shè)備之間的操作順序；

(2)建立標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備集合c，并以該集合記錄標(biāo)準(zhǔn)故障隔離情況下，隔離區(qū)域所包含的所有設(shè)備；

(3)建立故障隔離操作軌跡陣fip，并以該陣記錄調(diào)度員在故障隔離操作中所有操作步驟及相關(guān)信息；

(4)確定故障隔離范圍設(shè)備集合cp，并以該集合記錄設(shè)備隔離后形成的隔離區(qū)域；

(5)確定了防誤操作規(guī)則陣mor，以辨識(shí)調(diào)度員故障隔離操作中的誤操作情況；

(6)根據(jù)故障隔離操作軌跡陣fip與故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis及防誤操作規(guī)則陣mor的匹配情況，給出了一種故障隔離操作順序及時(shí)間評價(jià)方法；

(7)根據(jù)故障隔離范圍設(shè)備集合cp與標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備集合c的包容性給出故障隔離范圍評價(jià)方法；

(8)綜合故障隔離操作順序及時(shí)間評價(jià)方法和故障隔離范圍評價(jià)方法，確定了一種基于軌跡陣的配電網(wǎng)故障判定培訓(xùn)評價(jià)方法。

故障發(fā)生時(shí)首先需要對故障區(qū)域進(jìn)行判定，并對所判定的故障區(qū)域進(jìn)行故障隔離。故障隔離操作的核心是隔離設(shè)備的選定、設(shè)備之間的操作順序及故障隔離的時(shí)間。運(yùn)用故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis描述某一故障的標(biāo)準(zhǔn)隔離操作，具體為：

其中，第一列為操作設(shè)備編號(hào)，第二列為操作設(shè)備順序等級，第三列為操作設(shè)備時(shí)間，單位為秒。所謂操作設(shè)備順序等級是指設(shè)備操作的先后順序，從1級開始順序上延，操作順序沒有限制的設(shè)備取相同等級。n為操作設(shè)備數(shù)。

在實(shí)際應(yīng)用中，由于環(huán)境的限制或者開關(guān)的拒動(dòng)、通信故障及調(diào)度人員的考量等等情況，導(dǎo)致故障隔離的設(shè)備并非最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)故障隔離設(shè)備，但是只要最終故障隔離范圍包括標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍也是基本可行的，為確保故障隔離培訓(xùn)評分的容錯(cuò)性，用集合c描述標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備，具體為：

c＝{c1,c2,c3,…,ci,…ck}

其中，ci為標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍內(nèi)包含的設(shè)備，k為標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍內(nèi)包含的所有設(shè)備數(shù)。

在實(shí)際培訓(xùn)過程中，需要將調(diào)度員的每一步操作及相關(guān)信息都記錄下來，以便對調(diào)度員的整體培訓(xùn)情況進(jìn)行評分。建立故障隔離操作軌跡陣fip記錄故障隔離操作步驟，具體為：

其中，第1列為操作設(shè)備編號(hào)，第2列為設(shè)備操作狀態(tài)，0為分閘，1為合閘。第3列為本步操作時(shí)間，單位為秒，d為動(dòng)作設(shè)備數(shù)。

通過故障隔離操作軌跡陣fip生成故障隔離范圍設(shè)備集合cp，以記錄設(shè)備隔離后形成的隔離區(qū)域，具體為：

cp＝{cp1,cp2,cp3,…,cpi,…cph}

其中，cpi為實(shí)際故障隔離范圍內(nèi)包含的設(shè)備，h為實(shí)際故障隔離范圍內(nèi)包含的所有設(shè)備數(shù)。

建立誤操作規(guī)則陣mor辨識(shí)故障隔離與負(fù)荷轉(zhuǎn)供的誤操作，具體為：

mor＝{m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,m8}

其中，m1為帶負(fù)荷拉合刀閘，m2為帶電拉合接地刀，m3為帶檢修牌送電，m4為帶保電牌停電，m5為帶接地牌送電，m6表示操作引起長時(shí)間合環(huán)，m7為電流越過負(fù)荷限值，m8為電壓越切負(fù)荷限值。

根據(jù)故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis搜索故障隔離操作軌跡陣fip中與其操作相同的設(shè)備，計(jì)數(shù)為s1，將設(shè)備操作順序違反故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis中的設(shè)備順序等級的操作計(jì)數(shù)為s2，根據(jù)誤操作規(guī)則陣mor搜索故障隔離操作軌跡陣fip中違反誤操作的設(shè)備，計(jì)數(shù)為s3，則故障隔離操作順序及時(shí)間評分fss為：

其中，ts為隔離操作時(shí)間評分，具體為

當(dāng)實(shí)際故障隔離時(shí)間超過規(guī)定隔離時(shí)間時(shí)得0分，當(dāng)實(shí)際故障隔離時(shí)間不超過規(guī)定隔離時(shí)間時(shí)得滿分1。

根據(jù)故障隔離范圍設(shè)備集合cp與標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備集合c的包容性對故障隔離的結(jié)果進(jìn)行評分。當(dāng)兩設(shè)備集合完全相同時(shí)，表示故障隔離結(jié)果完全正確；當(dāng)集合c包含集合cp時(shí)，表示故障隔離范圍縮小，部分故障沒有被隔離；當(dāng)集合cp包含集合c時(shí)，表示故障隔離范圍擴(kuò)大，部分故障被擴(kuò)大了停電范圍；當(dāng)集合c與集合cp相交時(shí)，表示部分隔離范圍是正確的。則故障隔離范圍評分frs為：

其中，α1為故障隔離范圍縮小情況下的權(quán)重，α2為故障隔離范圍擴(kuò)大情況下的權(quán)重，α3為除上述情況外其他情況下的權(quán)重。各權(quán)重的取值范圍為0～1，α2權(quán)重應(yīng)比α1權(quán)重取值大，表示故障隔離范圍擴(kuò)大情況比故障隔離范圍縮小的情況安全。w為集合c與集合cp中相同的設(shè)備數(shù)。

根據(jù)故障隔離操作順序及時(shí)間評分fss和故障隔離范圍評分frs生成基于軌跡陣的配電網(wǎng)故障判定培訓(xùn)評分fds方法如下：

本發(fā)明有益技術(shù)效果：確定了故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis的概念，并以該陣記錄多故障情況下的故障隔離操作設(shè)備及各設(shè)備之間的操作順序；確定了標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備表c，并以該表記錄標(biāo)準(zhǔn)故障隔離情況下，隔離區(qū)域所包含的所有設(shè)備。確定了故障隔離操作軌跡陣fip的概念，并以該陣記錄調(diào)度員在故障隔離操作中所有操作步驟及相關(guān)信息。通過故障隔離操作軌跡陣fip確定了故障隔離范圍設(shè)備集合cp，并以該集合記錄設(shè)備隔離后形成的隔離區(qū)域。確定了防誤操作規(guī)則陣mor，以辨識(shí)調(diào)度員故障隔離操作中的誤操作情況。最后根據(jù)故障隔離操作軌跡陣與故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣及防誤操作規(guī)則陣的匹配情況，給出了一種故障隔離操作順序及時(shí)間評價(jià)方法；根據(jù)故障隔離范圍設(shè)備集合cp與標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備集合c的包容性給出故障隔離范圍評價(jià)方法；綜合故障隔離操作順序及時(shí)間評價(jià)方法和故障隔離范圍評價(jià)方法，確定了一種基于軌跡陣的配電網(wǎng)故障判定培訓(xùn)評價(jià)方法。該評價(jià)方法能較好的反映調(diào)度員故障隔離的操作過程，具有較好的實(shí)用化培訓(xùn)評價(jià)意義。

附圖說明

圖1為典型配電網(wǎng)絡(luò)圖。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明：

(1)建立故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis，并以該陣記錄多故障情況下的故障隔離操作設(shè)備及各設(shè)備之間的操作順序；

故障發(fā)生時(shí)首先需要對故障區(qū)域進(jìn)行判定，并對所判定的故障區(qū)域進(jìn)行故障隔離。故障隔離操作的核心是隔離設(shè)備的選定、設(shè)備之間的操作順序及故障隔離的時(shí)間。運(yùn)用故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis描述某一故障的標(biāo)準(zhǔn)隔離操作，具體為：

其中，第一列為操作設(shè)備編號(hào)，第二列為操作設(shè)備順序等級，第三列為操作設(shè)備時(shí)間，單位為秒。所謂操作設(shè)備順序等級是指設(shè)備操作的先后順序，從1級開始順序上延，操作順序沒有限制的設(shè)備取相同等級。n為操作設(shè)備數(shù)。

(2)建立標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備集合c，并以該集合記錄標(biāo)準(zhǔn)故障隔離情況下，隔離區(qū)域所包含的所有設(shè)備；

在實(shí)際應(yīng)用中，由于環(huán)境的限制或者開關(guān)的拒動(dòng)、通信故障及調(diào)度人員的考量等等情況，導(dǎo)致故障隔離的設(shè)備并非最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)故障隔離設(shè)備，但是只要最終故障隔離范圍包括標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍也是基本可行的，為確保故障隔離培訓(xùn)評分的容錯(cuò)性，用集合c描述標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備，具體為：

c＝{c1,c2,c3,…,ci,…ck}

其中，ci為標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍內(nèi)包含的設(shè)備，k為標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍內(nèi)包含的所有設(shè)備數(shù)。

(3)建立故障隔離操作軌跡陣fip，并以該陣記錄調(diào)度員在故障隔離操作中所有操作步驟及相關(guān)信息；

在實(shí)際培訓(xùn)過程中，需要將調(diào)度員的每一步操作及相關(guān)信息都記錄下來，以便對調(diào)度員的整體培訓(xùn)情況進(jìn)行評分。建立故障隔離操作軌跡陣fip記錄故障隔離操作步驟，具體為：

其中，第1列為操作設(shè)備編號(hào)，第2列為設(shè)備操作狀態(tài)，0為分閘，1為合閘。第3列為本步操作時(shí)間，單位為秒，d為動(dòng)作設(shè)備數(shù)。

(4)確定故障隔離范圍設(shè)備集合cp，并以該集合記錄設(shè)備隔離后形成的隔離區(qū)域；

通過故障隔離操作軌跡陣fip生成故障隔離范圍設(shè)備集合cp，以記錄設(shè)備隔離后形成的隔離區(qū)域，具體為：

cp＝{cp1,cp2,cp3,…,cpi,…cph}

其中，cpi為實(shí)際故障隔離范圍內(nèi)包含的設(shè)備，h為實(shí)際故障隔離范圍內(nèi)包含的所有設(shè)備數(shù)。

(5)確定了防誤操作規(guī)則陣mor，以辨識(shí)調(diào)度員故障隔離操作中的誤操作情況；

建立誤操作規(guī)則陣mor辨識(shí)故障隔離與負(fù)荷轉(zhuǎn)供的誤操作，具體為：

mor＝{m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,m8}

其中，m1為帶負(fù)荷拉合刀閘，m2為帶電拉合接地刀，m3為帶檢修牌送電，m4為帶保電牌停電，m5為帶接地牌送電，m6表示操作引起長時(shí)間合環(huán)，m7為電流越過負(fù)荷限值，m8為電壓越切負(fù)荷限值。

(6)根據(jù)故障隔離操作軌跡陣fip與故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis及防誤操作規(guī)則陣mor的匹配情況，給出了一種故障隔離操作順序及時(shí)間評價(jià)方法；

根據(jù)故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis搜索故障隔離操作軌跡陣fip中與其操作相同的設(shè)備，計(jì)數(shù)為s1，將設(shè)備操作順序違反故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis中的設(shè)備順序等級的操作計(jì)數(shù)為s2，根據(jù)誤操作規(guī)則陣mor搜索故障隔離操作軌跡陣fip中違反誤操作的設(shè)備，計(jì)數(shù)為s3，則故障隔離操作順序及時(shí)間評分fss為：

其中，ts為隔離操作時(shí)間評分，具體為

當(dāng)實(shí)際故障隔離時(shí)間超過規(guī)定隔離時(shí)間時(shí)得0分，當(dāng)實(shí)際故障隔離時(shí)間不超過規(guī)定隔離時(shí)間時(shí)得滿分1。

(7)根據(jù)故障隔離范圍設(shè)備集合cp與標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備集合c的包容性給出故障隔離范圍評價(jià)方法；

根據(jù)故障隔離范圍設(shè)備集合cp與標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備集合c的包容性對故障隔離的結(jié)果進(jìn)行評分。當(dāng)兩設(shè)備集合完全相同時(shí)，表示故障隔離結(jié)果完全正確；當(dāng)集合c包含集合cp時(shí)，表示故障隔離范圍縮小，部分故障沒有被隔離；當(dāng)集合cp包含集合c時(shí)，表示故障隔離范圍擴(kuò)大，部分故障被擴(kuò)大了停電范圍；當(dāng)集合c與集合cp相交時(shí)，表示部分隔離范圍是正確的。則故障隔離范圍評分frs為：

其中，α1為故障隔離范圍縮小情況下的權(quán)重，α2為故障隔離范圍擴(kuò)大情況下的權(quán)重，α3為除上述情況外其他情況下的權(quán)重。各權(quán)重的取值范圍為0～1，α2權(quán)重應(yīng)比α1權(quán)重取值大，表示故障隔離范圍擴(kuò)大情況比故障隔離范圍縮小的情況安全。w為集合c與集合cp中相同的設(shè)備數(shù)。

(8)綜合故障隔離操作順序及時(shí)間評價(jià)方法和故障隔離范圍評價(jià)方法，確定了一種基于軌跡陣的配電網(wǎng)故障判定培訓(xùn)評價(jià)方法；

根據(jù)故障隔離操作順序及時(shí)間評分fss和故障隔離范圍評分frs生成基于軌跡陣的配電網(wǎng)故障判定培訓(xùn)評分fds方法如下：

如圖1所示為某區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)，由兩條饋線組成，sta1、sta2為變電站；ds1、ds2為配電站；sp1～sp3為開閉所；#1～#7為各變電站、配電站及開閉所母線；s1、s9為變電站出線斷路器開關(guān)；s2～s8、s10～s18為配電室及開閉所負(fù)荷開關(guān)，s19為線路高壓開關(guān)做聯(lián)絡(luò)開關(guān)用，各個(gè)開關(guān)上裝設(shè)兩遙ftu能夠上送故障信號(hào)；t1～t12為配電變壓器；d1～d12為架空線路高壓刀閘，各配變及變電站出線開關(guān)電流如圖，各開關(guān)額定容量為630a，t7、t4為重要用戶負(fù)荷。α2權(quán)重取0.9。

當(dāng)高壓刀閘d1、d2發(fā)生永久故障時(shí)，開關(guān)s2、s3上送故障信號(hào)，其故障隔離標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則陣fis、標(biāo)準(zhǔn)故障隔離范圍設(shè)備集合c、故障隔離操作軌跡陣fip、故障隔離范圍設(shè)備集合cp，如表1所示。

表1調(diào)度員培訓(xùn)故障判定處理過程表

根據(jù)(6)～(8)中的內(nèi)容，其配電網(wǎng)故障判定評分如下：

表2調(diào)度員培訓(xùn)故障處理評分表