一个分层子模型的结构分为=层，第一 层包括起始库所及其输出弧，第二层包括中间库所及其输入弧、输出弧，第=层包括终端库 所及其输入弧。
[0090] 获得每一个分层子模型的终端库所置信度矩阵的具体实现手 段为：假设图3(a)中线路Li4je方向上的起始库所置信度已知，并用 表示库所Bum的置信度，则库所P1的置信度为保A二(而、，.巧+斬!、，畔)/'|， 库所P2的置信度=(a〔'Bw巧+?Lw，卢4+acBw巧批，则终端库所扣 的置信度为气",，，二max(a,"邱A+〇,,，:似/〇，同理可获得其他方向上的 故障置信度，即、apt,，,s和啤^4,。，最终得到母线Bis的置信度为 烁白口二:(冷化巧糾嘴+頂化训嘴+a化。。吗)庐。
[0091] 为使故障诊断结果更加快速、简洁地显示出来，分层子模型的推理过程采用矩阵 运算的形式，主要包括W下步骤：
[0092]1)根据第一层中的起始库所置信度矩阵ast。、输出弧置信度矩阵O.t。，获得第一层 变迁的合成输入概率矩阵Hi=ast乱t。；
[0093] 2)根据HiW及第二层中的中间库所输入弧置信度矩阵Imid，获得中间库所置信度 矩阵amid=Hilmid，然后根据中间库所输出弧置信度矩阵Oud，获得第二层变迁的合成输入 概率矩阵&=amiAid;
[0094]3)根据H2W及第=层中的终端库所输入弧置信度矩阵ItM，计算终端库所的置信 度矩阵atw。为便于描述，定义乘法算子@，若
其中E 为qX1阶矩阵，F为1XG阶矩阵，G为qXG阶矩阵，则有=曰2 @Jter;
[0095] 获得第X个可疑故障元件的置信度的具体实现手段为：根据每一个分层子模型 的终端库所置信度，采用加权计算的方式获得第X个可疑故障元件的置信度，即ahuit= (曰曰ter_2?2+…+曰ter_n?n)y。其中，曰ter_康示第i个分层子模型的终端库所置 信度，n为分层子模型的总数。
[0096] 从上述推理公式即可看出，对于故障元件，不论是主保护及相应断路器正确动作， 还是依靠后备保护来切除故障，分层子模型的终端库所均可获得较大的置信度。而通过所 有分层子模型加权来获得元件置信度，则可使非故障元件的保护或断路器误动时，元件的 置信度仍能保持一个较低的数值，因此不会发生误判。
[0097]S8:令X=X+1;
[0098]S9:判断X是否大于X，其中X为可疑故障元件的总数，若是，则进入步骤S10,若 否，则进入步骤S4;
[0099]S10 :根据所获得的X个可疑故障元件的置信度，通过与口槛值进行比较的方式确 定实际故障元件。考虑到方法的容错性，令口槛值为0. 6,则若元件的置信度大于0. 6时，表 明确实发生故障。
[0100]S11:根据所获得的实际故障元件和X个可疑故障元件的分层子模型状态真值矩 阵，辨识继电保护装置的动作行为，具体方法如下； 阳101] 1)对于故障元件，若主保护及相应断路器状态均为1，则后备状态为1的视为误 动；对于非故障元件，除了与故障元件相关的保护和断路器外，其他状态为1的视为误动。 阳102] 2)对于故障元件，若主保护或相应断路器状态不为1，而后备保护或相应断路器 状态为1，则视为主保护或相应断路器拒动，后备缺失的信息为漏报；若后备保护及相应断 路器状态均不为1，则故障由主保护及相应断路器正确切除，缺失的信息为漏报。
[0103] 为了验证本发明提出的一种基于分层时间模糊Petri网的输电网故障诊断方法 的有效性，W图2中的IEEE30节点电力系统为例，对多种故障场景进行算例仿真分析。
[0104] 算例1 :假设调度中屯、接收到如下报警信息：保护Bi5m(12ms)、Lisi5s(990ms)动作， 断路器CBi日12化2ms)、CBi日14化3ms)、CBi日23化3ms)、CBisis(1043ms)跳闽。
[01化]首先利用结线分析法快速捜索电网拓扑，得到可疑故障元件为母线Bis和线路Liys，其HTFPN模型分别如图2和图3所示。对于母线Bu，接收到的报警信息都与其相关 联，则需对各方向上的分层子模型进行时序约束检查。其中在线路Li4_u方向上，按照报警信 息的优先等级，得到起始库所动作时间矩阵为Lh= [12, 63, 0, 0]，其中优先级最高的报警 信息为主保护Bi5m(12ms)动作，与下一级信息"断路器CBi514化3ms)跳闽"相比较，满足保护 与相应断路器的延时区间[40, 60]。则WBi5m(12ms)为时间参考点，通过主保护与原因事件 的反向时间约束[-40,-10]，推理出原因事件的动作时间区间为[-28,2]，然后通过正向时 序推理分析，得到期望最小动作时间矩阵为Thmi"=[-18, 22, 922, 962]，期望最大动作时间 矩阵为：Thmax= [42, 102, 1072, 1132]。通过式巧），可得状态真值矩阵为丫 = [1，1，0,0]， 根据丫定义，可知接收到的报警信息均满足时间约束。因此，线路Li4j式向上的起始库所 置信度矩阵为ash=[0.8564, 0.9833, 0.2, 0.2]。经模糊推理矩阵运算后，可得中间库所 及终端库所的置信度矩阵分别为amid= [0.8739,0. 19]、atw= [0.8302]。
[0106]同理，对于线路Li2je、Liy讯L15^3方向上的分层子模型进行时间约束检查及模糊 推理矩阵运算，得到终端库所的置信度矩阵分别为[0.8302]、[0.8348]、[0.8302]。因此， 根据综合诊断模型，可得母线Bis的置信度为0). 8302+0. 830化0. 8348+0. 8302) 0. 95/4 = 0.7898。 阳107] 对于线路Li5js，与其相关联的报警信息仅为断路器CBisi5a〇43ms)跳闽，由于没 有其他报警信息作比较，因此不必进行时间约束检查。同理，推理后得到线路的置信度为 0. 384,则本案例的故障元件为母线Bi5。
[0108] 此外，案例中，母线Bi发生故障，在线路L15^18方向，其主保护状态为1，相应断路器 CBisis状态为0,而后备保护及相应断路器状态均为1，因此可诊断出断路器CB1518拒动。
[0109] 算例 2 :假设检测到保护L2423s(960ms)动作，断路器CB231日(61ms)、CB2324(134ms)、 CB2423(1013ms)跳闽。
[0110] 此场景下可疑故障元件为母线B23和线路L23 24,分别对与每一个可疑元件相关联 的实际报警信息进行时序检查，发现仅有信息"CB2324(134ms)跳闽"不满足时间延迟区间， 即为时序不一致的报警信息。利用剩余信息进行模糊推理，得到可疑元件的置信度分别为 0. 6502、0. 3429,因此实际故障元件为母线B23。进一步分析实际报警信息，发现主保护B23m 漏报，且对应断路器CB2324拒动，最终由远后备保护L2423s动作，并触发断路器CB2423跳闽。可 见，在关键信息丢失、断路器拒动且存在时序不一致信息的情况下，尽管实际故障元件的置 信度会降低，但模型仍能给出正确的诊断结果。 阳1川算例3:假设检测到保护L2423m(22ms)、Bi日m(25ms)、L2423p(5〇〇ms)山41日s(98〇ms)动作， 断路器CB2324(7lms)、CB2423(7lms)、CBi日i2(76ms)、CBi日is(77ms)、CBi日23(78ms)、CBi4i5(l〇33ms) 跳闽。
[0112] 经分析得到可疑故障元件分别为线路L23 24、母线B23、线路Li5 23、母线Bis、线路 Li4 15。通过时间约束检查，发现与线路L23 24相关联的报警信息"L2423p(5〇〇mS)动作"为 时序不一致信息，应予w剔除。然后通过模糊推理分析，得到各可疑元件的置信度分别为 0. 7334、0. 5787、0. 5376、0. 7898和0. 384,则诊断结果为线路L23 24、母线Bi5发生故障，与实 际情况相吻合。进一步分析，发现线路L23 24的主保护L2324m动作信息缺失，母线BU的断路 器CBi514拒动。
[0113] 上述仿真算例中例1和例2为单重故障下的诊断，例3则模拟了多重故障，从仿真 结果可W看出，本文提出的故障诊断模型和推理分析方法能够准确判断出故障元件。
[0114] 为了验证本发明提出的一种基于分层时间模糊P