示的遍历生成树经过剪枝处理后如图2(b)所示。
[0053]3)对于故障元件，在电网拓扑中与之发生因果关系的为关联断路器，因此可将剪枝后的遍历生成树作进一步简化，除可疑故障元件外只保留断路器节点。对图2(b)作进一步简化后的遍历生成树如图2(c)所示。
[0054]4)进一步分析线路故障后保护的动作逻辑，若图2 (C)中的LI发生故障，两端的主保护或近后备首先跳开离它最近的断路器CB1、CB2。假设有保护或断路器拒动未跳开CB2，则断路器失灵保护跳开CB3或者远后备保护跳开CB4切断故障电流。通过上述分析，断路器失灵保护对应的CB3以及远后备保护对应的CB4相对于CB2来说是并列关系，因此本发明将远后备保护对应的断路器前移，与断路器失灵保护对应的断路器共同作为主保护对应断路器的分支，形成最终的遍历生成树如图2(d)所示。
[0055]图3是保护-断路器二元与树及后备保护-断路器失灵保护的二元或树模型。保护对故障元件的隔离可看作两个子问题:1)保护动作2)断路器跳闸。两者需要相互配合，才能切断故障电流，将故障元件从电网中隔离，这个过程是一种分解关系。另外，虽然保护与断路器在配置上存在动作前后的逻辑关系，但是考虑到断路器存在拒动、偷跳或跳闸信息丢失的情况，两者在理论上并无确定的因果关系，因此对应于遍历生成树，本发明将断路器节点用并行的保护-断路器二元与树代替，形成对可疑故障元件的与树推理模型如图3(a)所示。
[0056]如果出现保护或断路器拒动的情况，后备保护或者断路器失灵保护会跳开远端断路器切断故障电流。由于后备保护或断路器失灵保护满足一个即可，因此该过程可作为一种等价变换，对应为一颗或树，即图3 (b)所示的后备保护-断路器失灵保护二元或树模型。
[0057]图4是可疑故障元件LI的与或树诊断模型的生成方法为:
[0058]将图3(a)中的保护-断路器二元与树和图3(b)所示的后备保护-断路器失灵保护二元或树模型代入图2(d)生成的遍历生成树，得到可疑故障元件的与或树故障诊断模型。
[0059]图5是将各类情况下的报警信息代入故障诊断模型之后，模型的求解情况。
[0060]I)保护及断路器正确动作
[0061]LI两端主保护正确动作，产生的报警信息为主保护、近后备等若干保护启动信息R以及出口信息PLlm ;关联断路器跳闸并产生跳闸信息CB1、CB2。通过将报警信息带入可解节点，得到的解树如图5(a)所示。最终可得LI的与或树诊断模型可解，LI为故障元件。
[0062]2)断路器拒动
[0063]LI两端主保护正确动作，产生主保护、近后备等若干保护启动信息R以及出口信息PLlm，关联断路器CB2跳闸并产生跳闸信息CB2，但CBl断路器拒动。若断路器失灵保护未投入运行，由远后备保护切除故障，产生的报警信息为保护启动信息R、保护出口信息PL3-B4s、PL4-B5s以及断路器跳闸信息CB6、CB8。通过将报警信息带入可解节点，得到的解树如图5(b)所示。若断路器失灵保护投入运行，跳开同一母线上的其它断路器CB5、CB7，通过将报警信息带入可解节点，得到的解树如图5(c)所示。最终可得LI的与或树诊断模型可解，LI为故障元件。
[0064]3)保护拒动
[0065]当Ll-Bl侧保护拒动，CBl未跳开，由远后备PL3_B4s、PL4_B5s分别跳开CB6、CB8切除故障。由于后备保护PL3-B4s、PL4-B5s形成的二元与树可反推出CBl及Ll-Bl侧保护拒动，结合L1-B2侧的R、PLlm以及CB2的报警信息，得到的解树如图5(d)所示。最终可得LI的与或树诊断模型可解，LI为故障元件。
[0066]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种基于与或树模型的电网故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤(I):采集电网中断路器跳闸信息形成停电区域； 步骤(2):选定停电区域内的一个元件为可疑故障元件，对其进行广度优先遍历运算形成遍历生成树； 步骤(3):建立停电区域内的可疑故障元件的与或树故障诊断模型； 步骤(4):采集断路器故障信息，并将采集到故障信息代入可疑故障元件的与或树故障诊断模型，若该与或树模型可解，则可判定为故障元件，否则不是故障元件；重复上述步骤直至找到故障元件； 步骤(5):根据与或树诊断模型中的保护启动节点、保护动作节点和断路器动作节点的位置分布情况，与正确动作的与或树模型相对比，对故障诊断结果进行事故后评价分析，确定保护的误动和拒动情况，以及丢失的报警信息。
2.如权利要求1所述的一种基于与或树模型的电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(I)断路器通过隔离故障元件对电网进行保护，所述保护情况包括:保护动作和断路器跳闸；根据断路器与故障元件的距离，保护分为:主保护，近后备保护和远后备保护。
3.如权利要求1所述的一种基于与或树模型的电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(2)中形成遍历生成树的过程为: 步骤(2.1):设定遍历出发点为可疑故障元件，搜索分支停止的条件为搜索到电源或负载节点； 步骤(2.2):将步骤(2.1)遍历经过的顶点以及边，按照由上到下的顺序重新组合，形成以可疑故障元件为根节点的树形结构； 步骤(2.3):在电网拓扑中，除可疑故障元件外，只保留与故障元件的发生因果关系的断路器，简化步骤(2.2)形成的树形结构； 步骤(2.4):可疑故障元件，及与可疑故障元件距离最近的断路器均位置不变，所述可疑故障元件距离最近的断路器分别为左子树和右子树的根节点； 步骤(2.5):前移步骤(2.3)化简的树形结构中的其余断路器，将其分别作为其所在左子树或右子树的根节点的下级子树，形成最终的遍历生成树。
4.如权利要求1所述的一种基于与或树模型的电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(3)中可疑故障元件的与或树诊断模型的生成方法为: 用并行的保护-断路器二元与树以及后备保护-断路器失灵保护的或树模型代替步骤(2)中的遍历生成树中的断路器节点，得到可疑故障元件的与或树故障诊断模型。
5.如权利要求1所述的一种基于与或树模型的电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(3)中的保护-断路器二元与树的生成过程为: 根据保护与断路器在配置上存在动作前后的逻辑关系，将电网中的保护动作和保护启动信息作为左子树的根节点的下级子树，且保护动作信息与保护启动信息是与的逻辑关系；保护关联断路器作为右子树的根节点的下级子树，所述保护关联断路器之间也是与的逻辑关系。
6.如权利要求1所述的一种基于与或树模型的电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(3)中的后备保护-断路器失灵保护的或树的生成过程为: 当电网中出现保护或断路器拒动的情况，后备保护或者断路器失灵保护会跳开远端断路器切断故障电流，此时两棵保护-断路器二元与树组合成一棵或树，得到后备保护-断路器失灵保护的或树。
7.如权利要求1所述的一种基于与或树模型的电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(4)中的断路器故障，包括:保护及断路器正确动作；断路器失灵保护未投入运行；断路器失灵保护投入运行；及保护拒动。
8.如权利要求1所述的一种基于与或树模型的电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤(4)中的断路器故障信息，包括:跳闸信息、保护启动信息和保护动作信息。
【专利摘要】本发明提供了一种基于与或树模型的电网故障诊断方法，包括：采集电网中断路器跳闸信息形成停电区域；选定停电区域内的一个元件为可疑故障元件，对其进行广度优先遍历运算形成遍历生成树；建立停电区域内的可疑故障元件的与或树故障诊断模型；采集断路器故障信息，并将采集到故障信息代入可疑故障元件的与或树故障诊断模型，若该与或树模型可解，则可判定为故障元件，否则不是故障元件；重复上述步骤直至找到故障元件；根据与或树诊断模型中的保护启动节点、保护动作节点、断路器动作节点的位置分布情况，与正确动作的与或树模型相对比，对故障诊断结果进行事故后评价分析，确定保护的误动和拒动情况，以及丢失的报警信息。
【IPC分类】G01R31-08, G06Q50-06, G06F17-50
【公开号】CN104655985
【申请号】CN201510048392
【发明人】王磊, 吴德军, 王仕韬, 赵军伟, 肖明
【申请人】国家电网公司, 国网技术学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月30日