基于解析模型的微电网故障诊断方法的研究

发布时间：2017-08-13 18:16

  本文关键词：基于解析模型的微电网故障诊断方法的研究

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【摘要】：微电网故障诊断系统对微电网中的故障元件进行快速检测和定位,其最终目的是为了保证微电网的稳定和安全运行,使得输出的电能具有可靠性,同时为故障发生后微电网的快速修复提供了便利。目前,电网故障诊断的研究主要是利用“专家系统”、“人工神经网络”、“贝叶斯网络”、“Petri网”、和“多智能体技术”等方法,并不适用于拓扑结构多样化、运行方式灵活的微电网。基于解析模型的微电网故障诊断对于拓扑结构多变的微电网具有广阔的研究前景。本文在分析微电网的特点、元件组成的基础上,介绍了常用的微电网保护方法,分析这些保护方法的特点,针对这些特点建立了一类解析模型,并将其应用于微电网的故障诊断中,并研究所建解析模型的求解方法。所建解析模型实质是由逻辑方程组构成的,包含的变量反映了故障诊断的规则,方程组的每个解对应了一个可能发生故障模式,由此推出诊断结果和结论。本论文研究的成果体现在下述三个方面：1.根据微电网保护的特点提出了故障诊断的解析模型。该解析模型实质是反映了故障诊断规则的解析化表达,其优点是完整的保留了故障区域中的可疑故障元件和保护动作之间的逻辑关系,使得故障诊断具有很强的容错性。2.详细研究了解析模型的化简和求解。对建立的解析模型进行变换、解耦,推导出所建模型化简表达式。研究了告警信号的解析方法,导出所建模型的完备解集。3.将风险决策的思想引入解析模型,并进行求解。微电网故障诊断过程中存在许多不确定的因素,分析不确定因素的规律,构造了故障诊断决策的评价指标,进而将微电网故障诊断问题转化成基于风险决策的整数规划问题。使用本文提出的改进粒子群算法对模型进行求解,得出最优解,最终推出故障诊断的结果和结论。
【关键词】：微电网 故障诊断 解析模型 保护
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号说明11-12
• 模型假设12-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 课题研究的背景及意义13-14
• 1.1.1 微电网发展简介13-14
• 1.1.2 微电网的特点14
• 1.2 电网故障诊断的发展现状14-18
• 1.2.1 专家系统的故障诊断方法15-16
• 1.2.2 人工神经网络的故障诊断方法16
• 1.2.3 贝叶斯网络的故障诊断方法16
• 1.2.4 解析模型的故障诊断方法16-17
• 1.2.5 支持向量机的故障诊断方法17
• 1.2.6 模糊集理论的故障诊断方法17
• 1.2.7 Petri网技术的故障诊断方法17-18
• 1.2.8 信息融合技术的故障诊断方法18
• 1.2.9 多智能体的故障诊断方法18
• 1.3 微电网故障诊断面临的主要问题18-19
• 1.4 本文研究的主要内容和创新点19-21
• 1.4.1 本文研究的主要内容19-20
• 1.4.2 本文的创新点20-21
• 第2章 基于解析化建模的微电网故障诊断21-31
• 2.1 微电网的基本结构21-22
• 2.2 微电网中的元件介绍22-24
• 2.2.1 开关22-23
• 2.2.2 微型电源23-24
• 2.2.3 储能元件24
• 2.3 微电网的运行方式24-25
• 2.4 微电网的保护方法25
• 2.5 故障诊断的基本要求25-26
• 2.6 微电网的故障模式26-27
• 2.7 微电网故障诊断的解析建模27-30
• 2.7.1 动作规则解析27-28
• 2.7.2 动作状态解析28-29
• 2.7.3 微电网故障诊断的完全解析模型29
• 2.7.4 模型中相关元素的选定29-30
• 2.8 本章小结30-31
• 第3章 解析模型的求解31-45
• 3.1 完全解析模型的完备解的求取31-33
• 3.2 完全解析模型的化简33-34
• 3.3 完全解析模型的完备解集34-37
• 3.3.1 告警信息的解析35-37
• 3.3.2 完备解集的求取37
• 3.4 完全解析模型的最优解37-41
• 3.4.1 求取最优解的规划模型37-38
• 3.4.2 改进离散粒子群优化算法38-40
• 3.4.2.1 改进粒子群算法的数学描述38-39
• 3.4.2.2 改进粒子群算法流程39-40
• 3.4.3 最优解的求取过程40-41
• 3.5 微电网故障诊断的算例分析与验证41-44
• 3.5.1 算例系统41
• 3.5.2 故障模式与报警信息分析41-42
• 3.5.3 故障诊断过程与结果分析42-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 基于风险决策的方法求解解析模型45-54
• 4.1 解析模型解集的评价体系45-49
• 4.1.1 故障诊断过程中的不确定性45-49
• 4.1.2 解的评价指标49
• 4.2 最优解的求取49-50
• 4.3 算例分析与验证50-53
• 4.3.1 算例系统50-51
• 4.3.2 故障模式与告警信息分析51
• 4.3.3 故障诊断过程与结果分析51-52
• 4.3.4 方法比较与分析52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 基于解析模型的微电网故障诊断实例54-59
• 5.1 实验环境介绍54-56
• 5.2 实验验证56-58
• 5.2.1 实验结果一57
• 5.2.2 实验结果二57-58
• 5.3 实验结果分析58
• 5.4 本章小结58-59
• 第6章 结论与展望59-61
• 6.1 复杂模式下的微电网故障诊断59
• 6.2 结论与展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 周林;黄勇;郭珂;冯玉;;微电网储能技术研究综述[J];电力系统保护与控制;2011年07期

2 刘文;杨慧霞;祝斌;;微电网关键技术研究综述[J];电力系统保护与控制;2012年14期

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本文编号：668661