智能變電站繼電保護(hù)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

時(shí)間:2022-08-10 10:40:12

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智能變電站繼電保護(hù)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

摘要:為了提高智能變電站繼電保護(hù)控制和回路故障監(jiān)測(cè)能力,提出基于深度學(xué)習(xí)的智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)方法。構(gòu)建變電站繼電保護(hù)二次回路參數(shù)辨識(shí)模型,根據(jù)智能變電站的工況和穩(wěn)壓參數(shù)的變化特征量進(jìn)行故障信息采集,采用勵(lì)磁電感支路電流綜合分析方法進(jìn)行智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障特征分布式融合,根據(jù)智能變電站繼電開關(guān)校正系統(tǒng)的轉(zhuǎn)差頻率進(jìn)行故障狀態(tài)下的誤差補(bǔ)償控制,建立智能變電站繼電保護(hù)的閉環(huán)控制參數(shù)解析控制模型,結(jié)合深度學(xué)習(xí)方法進(jìn)行智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障特征分類檢測(cè),根據(jù)故障特征屬性的分類結(jié)果,實(shí)現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)二次回路的故障監(jiān)測(cè),在嵌入式的集成B/S環(huán)境構(gòu)架下實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明,采用該方法進(jìn)行智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性較好,故障檢測(cè)的精度檢測(cè),對(duì)繼電保護(hù)二次回路的狀態(tài)觀測(cè)和控制能力較好。

關(guān)鍵詞:深度學(xué)習(xí);智能變電站;繼電保護(hù);二次回路;故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

隨著智能變電站建設(shè)規(guī)模的不斷增大,需要構(gòu)建優(yōu)化的智能變電站繼電保護(hù)二次回路控制模型,結(jié)合故障融合和特征檢測(cè)技術(shù),進(jìn)行智能變電站繼電保護(hù)控制,在繼電保護(hù)二次回路中,受到環(huán)境工況信息的影響,導(dǎo)致智能變電站繼電保護(hù)二次回路輸出穩(wěn)定性不好,容易出現(xiàn)故障,需要構(gòu)建優(yōu)化的智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過(guò)故障狀態(tài)信息融合和特征優(yōu)化提取技術(shù),進(jìn)行智能變電站繼電保護(hù)二次回路控制和故障監(jiān)測(cè),提取故障工況下的狀態(tài)參數(shù),結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù),實(shí)現(xiàn)故障狀態(tài)參數(shù)融合,研究智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在提高變電站的輸出穩(wěn)定性和可靠性方面具有重要意義[1]。對(duì)智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)是建立在對(duì)故障信息大數(shù)據(jù)采樣和特征分析基礎(chǔ)上,構(gòu)建智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障分布式數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和信息融合模型,結(jié)合模糊度特征辨識(shí)智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障參數(shù)分析基礎(chǔ)上,通過(guò)分析智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障原始參數(shù)信息[2],結(jié)合智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障的模糊度參數(shù)分析結(jié)果,實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障的可靠性診斷和識(shí)別。提出基于深度學(xué)習(xí)的智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)方法。構(gòu)建變電站繼電保護(hù)二次回路參數(shù)辨識(shí)模型,結(jié)合深度學(xué)習(xí)方法進(jìn)行智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障特征分類檢測(cè),根據(jù)故障特征屬性的分類結(jié)果,實(shí)現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)二次回路的故障監(jiān)測(cè),并通過(guò)仿真測(cè)試進(jìn)行性能驗(yàn)證,展示了本方法在提高智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)能力方面的優(yōu)越性能。

1變電站繼電保護(hù)二次回路參數(shù)分析和樣本數(shù)據(jù)采集

1.1變電站繼電保護(hù)二次回路參數(shù)分析

為了實(shí)現(xiàn)基于深度學(xué)習(xí)的智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè),采用電阻支路的電流特征分析方法[3],構(gòu)建變電站繼電保護(hù)二次回路的等效電路分析模型,如圖1所示。根據(jù)圖1所示的變電站繼電保護(hù)二次回路分析,構(gòu)建變電站繼電保護(hù)二次回路參數(shù)約束控制模型[4],得到電機(jī)全速范圍控制下智能變電站繼電保護(hù)二次回路在高頻輸出電壓信息為:(1)使用磁鏈、轉(zhuǎn)矩聯(lián)合控制的方法,得到智能變電站繼電保護(hù)二次回路的故障工況下的樣本融合參數(shù)分布模型[5],結(jié)合電阻參數(shù)的動(dòng)態(tài)尋優(yōu)方法,得到變電站繼電保護(hù)二次回路的勵(lì)磁電感電流:(2)其中,an表示并聯(lián)智能變電站繼電保護(hù)二次回路的勵(lì)磁電感電流偏移量,結(jié)合電感電流的觀測(cè)和控制結(jié)果,采用樣本相關(guān)性檢測(cè)的方法,得到樣本檢測(cè)方法進(jìn)行并聯(lián)智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障輸出樣本數(shù)據(jù)融合處理[6],得到關(guān)聯(lián)規(guī)則項(xiàng)表示為:(3)分析勵(lì)磁電感支路電流d、q軸的參數(shù)解析特征量,建立閉環(huán)控制參數(shù)約束模型,得到智能變電站繼電保護(hù)二次回路的電流輸出故障演化特征集合X分為K類,采用磁鏈、轉(zhuǎn)矩聯(lián)合控制的方法,進(jìn)行變電站繼電保護(hù)二次回路參數(shù)的大數(shù)據(jù)信息融合[7],繼電保護(hù)二次回路故障信號(hào)的高階譜特征量表達(dá)式為:

1.2故障樣本數(shù)據(jù)采集

根據(jù)智能變電站的工況和穩(wěn)壓參數(shù)的變化特征量進(jìn)行故障信息采集,采用勵(lì)磁電感支路電流綜合特征分析方法[8],得到智能變電站繼電保護(hù)二次回路的故障演化控制的參數(shù)特征提取結(jié)果。

2二次回路故障監(jiān)測(cè)優(yōu)化

根據(jù)智能變電站繼電開關(guān)校正系統(tǒng)的轉(zhuǎn)差頻率進(jìn)行故障狀態(tài)下的誤差補(bǔ)償控制,建立智能變電站繼電保護(hù)的閉環(huán)控制參數(shù)解析控制模型,得到智能變電站繼電保護(hù)二次回路的阻抗判別模型,采用阻抗分析法[10],得到變電站繼電保護(hù)二次回路的能量輸出均值為:根據(jù)線性尋優(yōu)控制和深度學(xué)習(xí),求得上述控制方程的最優(yōu)解,實(shí)現(xiàn)故障監(jiān)測(cè)優(yōu)化。

3系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

在上述進(jìn)行了智能變電站繼電保護(hù)二次回路的故障監(jiān)測(cè)算法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,采用B/S構(gòu)架和嵌入式的ARM控制方法,構(gòu)建智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采用PCI總線控制方法,構(gòu)建智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的串行EEPROM電路,采用匹配濾波檢測(cè),得到系統(tǒng)的時(shí)鐘控制電路,采用DSP集成信息處理方法,得到智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

4結(jié)語(yǔ)

構(gòu)建優(yōu)化的智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng),通過(guò)故障狀態(tài)信息融合和特征優(yōu)化提取技術(shù),進(jìn)行智能變電站繼電保護(hù)二次回路控制和故障監(jiān)測(cè)、用勵(lì)磁電感支路電流綜合特征分析方法,得到智能變電站繼電保護(hù)二次回路的故障演化控制的參數(shù)特征量,采用勵(lì)磁電感支路電流綜合特征分析方法,得到智能變電站繼電保護(hù)二次回路的故障演化控制的參數(shù)特征,采用深度學(xué)習(xí)方法實(shí)現(xiàn)變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)。研究得知,本方法進(jìn)行變電站繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測(cè)的精度較高,監(jiān)測(cè)性能較好。

作者:于立強(qiáng) 朱亞軍 周迎偉 高明亮 單位:國(guó)網(wǎng)承德供電公司