專利名稱：基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全性與故障處理技術領域，特別涉及一種基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，電力系統(tǒng)的規(guī)模也在日益擴大，用戶對電力質(zhì)量的要求越來越高，保證整個電力系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定的運行，提供優(yōu)質(zhì)的電力供應具有極其重要的意義。目前，故障診斷技術在電力系統(tǒng)中已得到了廣泛的重視?，F(xiàn)有技術中有一種基于事例和規(guī)則混合推理的變電站故障診斷方法給出了典型的故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡BP模型，其以電力系統(tǒng)繼電保護信息作為ANN的輸入，以可能發(fā)生的故障作為其輸出，選擇適當?shù)臉颖炯柧欰NN。但該方法存在的主要問題1、其性能取決于樣本是否完整，而大型的電力系統(tǒng)很難獲得完整的樣本；2、不擅長處理啟發(fā)性的知識；3、不知如何確保ANN訓練時收斂的快速性和避免陷入局部最??；4、解釋自身能力和輸出結果能力弱。以上缺點限制了 ANN故障診斷方法在線應用于ANN大型電力系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術中還有一種基于冗余嵌入Petri網(wǎng)技術的變電站故障診斷方法，Petri網(wǎng)絡是在構造有向圖的組合模型的基礎上，形成可以用矩形運算所描述的嚴格定義的數(shù)學對象。Petri網(wǎng)絡是離散型事件動態(tài)系統(tǒng)建模和分析的工具。該方法存在的不足之處主要有1、對大規(guī)模電網(wǎng)基于Petri網(wǎng)絡模型建模時，因設備增加和網(wǎng)絡擴大會出現(xiàn)狀態(tài)的組合爆炸；2、Petri網(wǎng)絡方法的容錯能力較差，不易識別錯誤的報警信息；3、基本的Petri網(wǎng)絡不能描述時間特征要求高的行為特征。以上缺點限制了 Petri網(wǎng)絡在電力系統(tǒng)中的廣泛應用。目前，還有一種專家系統(tǒng)用于電力系統(tǒng)故障診斷是比較成功?；趯＜蚁到y(tǒng)的診斷方法的主要特點是可以方便地把保護、斷路器的動作邏輯以及運行人員的診斷經(jīng)驗用規(guī)則表示出來，并允許在知識庫中增加、刪除或修改一些規(guī)則，以確保診斷系統(tǒng)的實時性和有 效性，同時還能夠給出符合人類語言習慣的結論，并具有相應的解釋能力等。該方法在實際應用中仍存在如下主要缺陷1、知識表達式問題，即建立適合的知識模型；2、系統(tǒng)維護能力低；3、各子系統(tǒng)間缺乏分布式與協(xié)同化；4、集成性能差。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷和問題，本發(fā)明目的是提供一種可以克服上述缺陷的基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元，負責與外部數(shù)據(jù)源的通信單元；數(shù)據(jù)處理單元，通過標準的通信接口與數(shù)據(jù)采集單元進行通信，獲取原始的狀態(tài)數(shù)據(jù)，負責整合原始數(shù)據(jù)；FTA診斷單元，提供故障診斷算法，根據(jù)計算狀態(tài)量的狀態(tài)與故障樹的診斷邏輯，點亮故障樹的分支進行診斷；專家確認單元，負責對FTA診斷單元的結論進行確認或修改；數(shù)據(jù)存儲單元，負責對各個單元的過程數(shù)據(jù)、結論數(shù)據(jù)進行存儲。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)采集方式包括主動獲取方式、被動接受方式和人工輸入方式，所述主動獲取方式是從數(shù)據(jù)源定時的主動獲取數(shù)據(jù)，所述被動接收方式是數(shù)據(jù)源將數(shù)據(jù)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)處理單元。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)存儲單元包括系統(tǒng)基本信息庫、狀態(tài)信息庫、故障樹與診斷知識庫。
優(yōu)選地，所述FTA診斷單元是根據(jù)故障樹變量和故障樹變量與故障樹節(jié)點的邏輯關系來判斷故障節(jié)點的狀態(tài)，從而得到診斷結果。優(yōu)選地，在所述數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理單元中數(shù)據(jù)校核方式算法包括閥值判斷、壞點剔除和趨勢分析。采用本發(fā)明的基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)運用故障樹分析技術建立電力系統(tǒng)發(fā)生內(nèi)部故障的分類樹模型，并將其應用于診斷系統(tǒng)建立的過程中，從而為系統(tǒng)診斷的建立找到一條簡捷的途徑。此外整個系統(tǒng)層次結構清晰、易擴展、易維護。


圖I是本發(fā)明的基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)流程具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明的基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元，負責與外部數(shù)據(jù)源的通信單元，其中數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)采集方式包括主動獲取方式、被動接受方式和人工輸入方式,主動獲取方式是從數(shù)據(jù)源定時的主動獲取數(shù)據(jù)，被動接收方式是數(shù)據(jù)源將數(shù)據(jù)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)處理單元，人工輸入方式則是通過數(shù)據(jù)采集單元提供的輸入界面人工輸入或按照數(shù)據(jù)格式批量導入；數(shù)據(jù)處理單元，通過標準的通信接口與數(shù)據(jù)采集單元進行通信，獲取原始的狀態(tài)數(shù)據(jù)，負責整合原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù)的預處理和變量計算，所述預處理是對采集的數(shù)據(jù)效核，其中對采集的數(shù)據(jù)校核包括閥值判斷、壞點剔除和趨勢分析三種方法，目的在于剔除采集的數(shù)據(jù)中有較大誤差的數(shù)據(jù)，經(jīng)過預處理后數(shù)據(jù)稱為狀態(tài)信息，變量計算是把狀態(tài)信息轉化為故障樹變量；FTA診斷單元，提供故障診斷算法，根據(jù)故障樹變量得到診斷結果，F(xiàn)TA診斷單元是根據(jù)故障樹變量和故障樹變量與故障樹節(jié)點的邏輯關系來判斷故障節(jié)點的狀態(tài)，從而得到診斷結果；專家確認單元，負責對FTA診斷單元的結論進行確認或修改，在專家確認單元中可以根據(jù)本次診斷結果去查看以往診斷的類似案例、歷史數(shù)據(jù)等信息去輔助自己判斷診斷結果的準確性。若診斷結果正確，則直接確診；若診斷結果不正確，則需要重新對采集的數(shù)據(jù)進行校核算法和變量計算。數(shù)據(jù)存儲單元，負責對各個單元的過程數(shù)據(jù)、結論數(shù)據(jù)進行存儲，數(shù)據(jù)存儲單元包括系統(tǒng)基本信息庫、狀態(tài)信息庫、故障樹與診斷知識庫。如圖I所示，本發(fā)明的基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)的流程圖，數(shù)據(jù)采集單元采集到狀態(tài)信息反饋到數(shù)據(jù)處理單元，在數(shù)據(jù)處理單元中，根據(jù)校核算法和變量計算得到故障樹變量，所述故障樹變量作為FTA診斷單元的輸入得到診斷結果，繼而專家確認單元結合以往診斷的類似案例、歷史數(shù)據(jù)等信息去輔助自己判斷診斷結果的準確性，其中，狀態(tài)信息、故障樹變量、診斷結果以及歷史數(shù)據(jù)均保存在數(shù)據(jù)儲存單元中。當然，采用上述優(yōu)選技術方案只是為了便于理解而對本發(fā)明進行的舉例說明，本發(fā)明還可有其他實施例，本發(fā)明的保護范圍并不限于此。在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的 情況下，所屬技術領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)采集單元，負責與外部數(shù)據(jù)源的通信單元； 數(shù)據(jù)處理單元，通過標準的通信接口與數(shù)據(jù)采集單元進行通信，獲取原始的狀態(tài)數(shù)據(jù)，負責整合原始數(shù)據(jù)； FTA診斷單元，提供故障診斷算法，根據(jù)故障樹變量得到診斷結果； 專家確認單元，負責對FTA診斷單元的診斷結果進行確認或修改； 數(shù)據(jù)存儲單元，負責對各個單元的過程數(shù)據(jù)、結論數(shù)據(jù)進行存儲。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)采集方式包括主動獲取方式、被動接受方式和人工輸入方式，所述主動獲取方式是從數(shù)據(jù)源定時的主動獲取數(shù)據(jù)，所述被動接收方式是數(shù)據(jù)源將數(shù)據(jù)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)處理單元。
3.根據(jù)權利要求I所述的基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲單元包括系統(tǒng)基本信息庫、狀態(tài)信息庫、故障樹與診斷知識庫。
4.根據(jù)權利要求I所述的基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述FTA診斷單元是根據(jù)故障樹變量和故障樹變量與故障樹節(jié)點的邏輯關系來判斷故障節(jié)點的狀態(tài)，從而得到診斷結果。
5.根據(jù)權利要求I所述的基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù)的預處理和變量計算，所述預處理是對采集的數(shù)據(jù)效核，目的在于剔除采集的數(shù)據(jù)中有較大誤差的數(shù)據(jù)，經(jīng)過預處理后數(shù)據(jù)稱為狀態(tài)信息，所述變量計算是把狀態(tài)信息轉化為故障樹變量。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，其特征在于， 在所述數(shù)據(jù)處理單元中對采集數(shù)據(jù)的校核包括閥值判斷、壞點剔除和趨勢分析。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)安全性與故障處理技術領域，特別涉及一種基于故障樹的多層次電力系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)采集單元，負責與外部數(shù)據(jù)源的通信單元；數(shù)據(jù)處理單元，通過標準的通信接口與數(shù)據(jù)采集單元進行通信，獲取原始的狀態(tài)數(shù)據(jù)，負責整合原始數(shù)據(jù)；FTA診斷單元，提供故障診斷算法，根據(jù)故障樹變量得到診斷結果；專家確認單元，負責對FTA診斷單元的診斷結果進行確認或修改；數(shù)據(jù)存儲單元，負責對各個單元的過程數(shù)據(jù)、結論數(shù)據(jù)進行存儲。本發(fā)明運用故障樹分析技術(FTA)建立電力系統(tǒng)發(fā)生內(nèi)部故障的分類樹模型，并將其應用于診斷系統(tǒng)建立的過程中，從而為系統(tǒng)診斷的建立找到一條簡捷的途徑，此外整個系統(tǒng)層次清晰、易擴展、易維護。
文檔編號G05B13/04GK102830626SQ20121033670
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權日2012年9月13日
發(fā)明者郭江 申請人:武漢瑞萊保能源技術有限公司