基于云计算的电网故障诊断系统研究

发布时间：2017-06-23 00:01

  本文关键词：基于云计算的电网故障诊断系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电网发生故障时,EMS/SCADA系统、厂站SOE系统、故障录波联网系统等自动化系统将产生海量的故障信息涌入调度中心。一方面,不同信息源为电网故障诊断提供了更加详实可靠的故障信息;但另一方面,海量的故障信息对数据的存储和处理提出了更为苛刻的要求,传统电网故障诊断系统处理海量故障信息时无法满足实时、快速的现场应用需求。因此,开发一个能够充分利用不同信息源优势,并能高效处理海量信息实现故障设备定位的故障诊断系统是十分必要的。本文结合云计算、线程池等技术,对不同自动化系统提供的海量多源故障信息加以分析处理,实现实时、快速的故障诊断。在电网二次模型完整的情况下,采用信息论与专家系统结合的方法处理故障事项信息进行可疑故障设备定位；否则,利用Hadoop云计算平台实现海量故障信息存储,并以模板为基础,结合电网一次模型自动生成规则库存储于HBase,进而利用MapReduce并行查询HBase匹配故障事项信息实现可疑故障厂站定位。为能准确定位故障设备,利用HTTP超文本传输协议和PHP脚本语言实现的调用接口根据可疑厂站实时调取故障录波数据进行分析。为加快解析速度,本文通过线程池技术实现多厂站海量故障录波数据的并行解析。为了保证在现场环境复杂的情况下,仍能根据故障录波时序信息进行故障选线,本文结合突变量检测方法改善基于小波分析的奇异点检测过程,从而提高波形突变时刻检测的精确度。同时,根据继电保护原理完成了故障特征量的提取并设计了母线和变压器的故障判据。为适应实用化、智能化要求,系统采用面向对象的模块化设计方法,结合多进程、多线程、网络通信、事件管理等技术开发系统各模块以及各模块间的交互控制,用户可根据现场实际需求选择不同模块实现预期的功能,并可实时在线故障诊断和离线状态下进行故障反演。同时,为方便用户操作,开发了功能丰富、相对友好的人机交互界面并提供一系列完善的系统辅助应用工具。系统已实现与泉州地调ies600调度系统无缝接入,根据现场案例分析结果,该系统能够辅助调度人员及时准确的定位出故障设备,且诊断效率相比传统故障诊断系统有较大提高。
【关键词】：故障诊断 多信息源 云计算 小波分析 线程池
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 电网故障诊断方法研究现状10-11
• 1.2.2 故障诊断信息源应用现状11-13
• 1.2.3 云计算技术在故障诊断中应用现状13
• 1.3 本文所做的工作13-15
• 第2章 电网故障诊断系统总体设计15-20
• 2.1 电网故障诊断系统总体结构15-17
• 2.2 电网设备模型17-18
• 2.3 故障信息源分析18-19
• 2.3.1 故障事项信息18
• 2.3.2 故障录波信息18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 基于云计算技术的故障区定位20-27
• 3.1 基于Hadoop的分布式云平台搭建20-22
• 3.1.1 Hadoop相关技术20-21
• 3.1.2 分布式云计算平台21-22
• 3.2 定位匹配规则生成机制22-23
• 3.3 故障区厂站定位具体实现流程23-25
• 3.4 云平台控制与维护25-26
• 3.5 本章小结26-27
• 第4章 故障录波数据调取及处理机制27-45
• 4.1 基于COMTRADE格式的故障录波数据调取与解析27-31
• 4.1.1 故障录波数据调取27-29
• 4.1.2 故障录波数据多线程解析29-31
• 4.2 故障特征量提取算法选取31-33
• 4.2.1 相分量算法选取31-32
• 4.2.2 序分量算法选取32
• 4.2.3 故障方向算法选取32-33
• 4.2.4 故障选相算法选取33
• 4.3 基于小波分析的故障选线33-42
• 4.3.1 小波变换的奇异性检测理论33-34
• 4.3.2 小波基及变换尺度的选择34
• 4.3.3 故障特征时刻的定义和提取34-35
• 4.3.4 适应现场的奇异点检测35-39
• 4.3.5 故障选线及装置行为分析39-42
• 4.4 母线及变压器故障判据42-43
• 4.4.1 母线故障判断42
• 4.4.2 变压器故障判断42-43
• 4.5 故障录波数据综合处理子系统设计43-44
• 4.6 本章小结44-45
• 第5章 电网故障诊断系统开发与算例分析45-56
• 5.1 电网故障诊断系统平台介绍45-46
• 5.2 云计算平台控制与维护工具46-47
• 5.3 故障录波综合处理子系统设计与开发47-49
• 5.3.1 故障录波综合处理子系统主控台47-49
• 5.3.2 波形与数据分析平台49
• 5.4 电网故障诊断系统算例分析49-54
• 5.4.1 系统功能分析49-53
• 5.4.2 系统性能测试53-54
• 5.5 本章小结54-56
• 第6章 结论与展望56-58
• 6.1 结论56
• 6.2 展望56-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间参与的科研工作62-63
• 致谢63

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