CN111308269A - 电力系统故障诊断的动态反演方法及系统 - Google Patents

Abstract

电力系统故障诊断的动态反演方法及系统，其中，所述方法包括录波步骤，定义录波窗口期，所述录波窗口期包括扰动事件发生前进行录波的检测录波期，以及扰动事件发生后进行录波的扰动录波期；采用所述录波窗口期录取所述检测录波期的数据信息和所述扰动录波期的数据信息；诊断和记录步骤，在所述扰动事件平息后，启动对所述扰动事件的专家诊断，并记录诊断推理过程；图形化动态显示步骤，以图形化的方式，将所述诊断推理过程按所述扰动事件发生的时间顺序反演，展示所述诊断推理过程遍历的专家规则。所述方法能够实现电力系统故障诊断的动态反演。

Description

电力系统故障诊断的动态反演方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统故障诊断领域，尤其涉及一种电力系统故障诊断的动态反演方法及系统。

背景技术

电力系统是把很多的发电站、变电站、配电站、用户等由输电和配电线路连接起来形成的系统。它由发电机、变压器、母线、输配电线路及用电设备组成。各电气元件及系统通常处于正常运行状态，但也可能出现故障或异常运行状态。

电力系统故障是指设备不能按照预期的指标进行工作的一种状态，也就是说设备未达到其应该达到的功能，故障包括有发电机组故障、变压器故障、输电线路故障、变电所故障、母线故障等。

随着电力系统的规模越来越大，结构越来越复杂，故障产生不可避免。电力系统故障处理过程就是从系统的运行状态中检测到拓扑变化，从拓扑变化相关联的区域(单元)内检测故障征兆信息，经过对这些信息进行分析处理，重点根据保护动作的信号，判断故障发生的具体区域与位置(如故障范围或故障点)。故障范围或故障点确定后，先确保故障区域(单元)可靠切除或被可靠隔离，再完成失电负荷的供电恢复，最后进行故障原因排查与故障消缺处理。

用于电力系统诊断的专门系统，为相应的电力系统的故障诊断专家系统。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种电力系统故障诊断的动态反演方法及系统，以实现对电力系统故障的动态反演，从而为电力系统故障的诊断和案例学习提供条件。

为解决上述问题，本发明提供了一种电力系统故障诊断的动态反演方法，包括：录波步骤，定义录波窗口期，所述录波窗口期包括扰动事件发生前进行录波的检测录波期，以及扰动事件发生后进行录波的扰动录波期；采用所述录波窗口期录取所述检测录波期的数据信息和所述扰动录波期的数据信息；诊断和记录步骤，在所述扰动事件平息后，启动对所述扰动事件的专家诊断，并记录诊断推理过程；图形化动态显示步骤，以图形化的方式，将所述诊断推理过程按所述扰动事件发生的时间顺序反演，展示所述诊断推理过程遍历的专家规则。

可选的，所述方法还包括：追忆步骤，对所述检测录波期之前的第一时段和/或所述扰动录波期之后的第二时段，进行运行状态的录波、记录和图形化动态显示。

可选的，所述数据信息标定有绝对时标；所述数据信息用于作为启动所述专家诊断的判断条件。

可选的，记录所述诊断推理过程包括：记录所述诊断推理过程触发的规则条件，记录所述诊断推理过程触发的规则内容，记录所述诊断推理过程的中间推理，以及记录所述诊断推理过程得到的诊断结论。

可选的，所述图形化动态显示步骤包括：建立专家规则树，在所述专家规则树上，以时间顺序的动态图形变化展示所述诊断推理过程。

为解决上述问题，本发明还提供了一种电力系统故障诊断的动态反演系统，包括：动态录波模块，用于设置录波窗口期，所述录波窗口期包括扰动发生前进行录波的检测录波期，以及扰动发生后的扰动录波期；所述动态录波模块并用于采用所述录波窗口期录取所述检测录波期的数据信息和所述扰动录波期的数据信息；诊断推理黑板，用在所述扰动事件平息后，启动对所述扰动事件的专家诊断，并记录诊断推理过程；规则反演模块，用于以图形化的方式，将所述诊断推理过程按所述扰动事件发生的时间顺序反演，展示所述诊断推理过程遍历的专家规则。

可选的，所述系统还包括状态追忆模块，所述状态追忆模块用于对所述检测录波期前的第一时段和/或所述扰动录波期后的第二时段，进行运行状态的录波、记录和图形化动态显示。

可选的，所述状态追忆模块包括时间标尺，通过拖动所述时间标尺，在电网主接线图或者设备间隔图中，将所述录波窗口期录取的所述数据信息按时间顺序进行反演。

可选的，记录所述诊断推理过程包括：记录所述诊断推理过程触发的规则条件，记录所述诊断推理过程触发的规则内容，记录所述诊断推理过程诊断的中间推理，以及记录所述诊断推理过程得到的诊断结论。

可选的，以图形化的方式将所述诊断推理过程按所述扰动事件发生的时间顺序反演，展示推理遍历的专家规则包括：建立专家规则树，在所述专家规则树上，以时间顺序的动态图形变化展示所述诊断推理过程。

本发明技术方案将电力系统的实时运行状态进行记录，并可按时间顺序以图形化的方式逐帧反演展示，有助于用户对电力系统的变化过程进行量化追踪，挖掘系统状态变化(发生扰动)时的稳定支撑能力，总结规律，并可将量化的状态数据与系统设计参数对比，排查差异点，进一步完善设计参数(如短路数据、继电保护定值数据等)。

进一步的，所述方法的图形化的状态追忆步骤(功能)也为培训学习提供最为真实的支撑。对于诊断规则的反演，能将专家诊断过程完全透明化，使用户完整掌握诊断过程，并与状态追忆的扰动前及扰动后的录波数据进行交叉对照，检验或完善专家诊断规则。

附图说明

图1是实施例一中，电力系统故障专家诊断的信息录波方法的时长定义图；

图2至8是实施例一中，检测录波期和扰动录波期的一种具体场景对应的环形录波图；

图9是实施例二中，电力系统故障专家诊断的信息录波方法的时长定义图；

图10是实施例三中，电力系统故障诊断的动态反演方法对应的一种具体场景示意图；

图11是实施例四中，电力系统故障诊断的动态反演系统示意图。

具体实施方式

为更加清楚的表示，下面结合附图对本发明做详细的说明。

实施例一

故障录波方法是一种基于故障录波信息的调度端电网故障诊断方法。故障录波用于电力系统，可在系统发生故障时，自动地、准确地记录故障前后过程的各种电气量的变化情况，通过对这些电气量的分析和比较，对分析处理事故、判断保护是否正确动作及提高电力系统安全运行水平有着重要作用。

本发明实施例提供一种电力系统故障专家诊断的信息录波方法，请结合参考图1至图8。

请参考图1，所述方法包括：

定义录波窗口期，所述录波窗口期包括扰动事件发生前进行录波的检测录波期，以及扰动事件发生后进行录波的扰动录波期；

图1显示，所述检测录波期的一个完整期间具有第一时长，所述扰动录波期的一个完整期间具有第二时长；图1中，两条最长的完整横线表示时间轴，虚线表示第一时长终点所在时间轴上的位置；

需要说明的是，第二时长的开始时刻并不一定是在检测录波期一个完整期间的结束时刻，而是可以为第一时长开始至结束之间的任何时刻；相应的，图1显示，录波窗口期具有预设时长(总时长)，预设时长恰好为第一时长和第二时长之和；但是，录波窗口期实际所用时长并不一定恰好为第一时长和第二时长之和，而是可以短于第一时长和第二时长之和；

采用所述检测录波期进行动态环形录波检测，在一个所述检测录波期内，如果没有检测到扰动事件的发生，则进入下一个所述检测录波期；此过程如图1所示，检测录波期内，(电力系统)正常运行时循环录取信息，图1的竖直省略号表示没有检测到扰动事件发生时，所述检测录波期会一直循环检测下去；

在一个所述检测录波期内，如果检测到扰动事件发生时，则记录这个发生时刻(即扰动时刻，此时检测所用的时长为第三时长，如图1所示)，并记录扰动事件；同时，从该扰动时刻起，立即进入所述扰动录波期进行录波；这也是第二时长的开始时刻可以是第一时长内任何时刻的原因；

如图1所示，在一个检测录波期内，经过一个第三时长时，发生了扰动事件，扰动事件发生的扰动时刻以竖直向上箭头显示在图1中；在扰动时刻之后，本实施例立即进入扰动录波期，因此，实际第二时长的位置会不同于在前的预设位置；由图1可知，当扰动事件发生时，本实施例记录扰动事件与发生时刻，并同时从该时刻起，按定义的扰动后录波时长录取(全景实时)信息数据；

结束步骤，在所述扰动录波期结束时，如果扰动仍然继续，结束录波窗口期，将录波数据保存并发送给分析系统；本步骤如图1所示，此时，实际第二时长的结束位置并不是在原来预设时长的终点位置。

需要说明的是，第三时长小于或者等于第一时长，并且多数情况下，第三时长小于第一时长，如图1所示的情况正是如此。

本实施例中，设置录波窗口期具有预设时长(总时长)，是在相应的存储区别划出相应的缓存区，用于相应的录波数据存储。但它并不总是被耗尽，如图1正是预设时长未被耗尽的情况。

检测录波期在图1中的时间区域也可称为扰动前录波(检测)区域，其录波时长在总预设时长限定范围内，可以由用户自定义。在电网系统正常运行时，检测录波期循环录取信息。

扰动录波期在图1中的时间区域也可称为扰动后录波区域，其录波时长同样可以由用户自己定义。可知，本实施例录波分为扰动事件发生前与扰动事件发生后两个区段，每个区段的录波时长可以分别独立定义，只需要保证总的时长不超出录波窗口期的总时长即可。

需要说明的是，扰动录波期进一步支持在电网系统整组复归后(录波)动态结束，即支持这样一种图1未中示出的情况：在所述扰动录波期内，如果检测到所述扰动事件结束(扰动已经平息)，则立即结束录波窗口期，将录波数据保存并发送给分析系统。因此，与上述结束步骤并列的，存在一个这样的情况，即：在所述扰动录波期内，如果检测到所述扰动事件结束(扰动已经平息)，结束录波窗口期，将录波数据保存并发送给分析系统。

在上述过程中，在扰动录波期内，检测到扰动事件结束，意味着此时扰动录波期还未结束，但是本实施例中，提前结束整个录波窗口期，可以节省时间，使录波操作更加高效。也就是说，在其它实施例中，在扰动后录波时间内(即扰动录波期内)，当检测到系统中扰动已经平息(系统已经整组复归)时，将动态结束录波。这种方式能够加速诊断过程。

综合上述可知，本实施例中，并不是一定以预设时长(总时长)的终点作为实际过程中整个录波窗口期的终点。相反，大多数情况下，录波窗口期的终点都会移前，这种方式由于经常不需要将整个存储区域占满，也更好地确保了录波数据存储的可靠性。

本实施例中，上述分析系统可以是图1至图7对应的故障诊断专家系统。

本实施例中，录波的数据包括：变电站SCADA系统数据、电力集控SCADA系统数据、电力调度SCADA系统数据、保护信息系统数据、继电保护装置数据、安全稳定与自动控制装置数据、智能测控装置数据、故障录波装置数据。

经发明人经过长期的行业经验，并进行探索、试验、设计和整理，采用上述各数据，能够较为完整的反应电网的拓扑连接、潮流分布和故障信息等电网运行的实时电气特征，且由于目前变电站综合自动化系统普遍应用了同步时钟校时技术，各类数据间的时间窗口同步性较好，可以被作为专家诊断的数据。因此，本实施例选择将它们作为录波的数据，从而为录波方法得到有效的录波信息打下基础。利用了上述这些数据，本实施例的方法能够实现一种全景信息录波机制，一种专家诊断的全景信息录波方法，能够对故障扰动事件进行全景信息的录取。

本实施中，录波的数据，还可以包括：电力设备状态监测数据和生产工艺过程数据。电力设备状态监测数据和生产工艺过程数据可以作为专家诊断的辅助数据，例如对于电动机绕组温升(或过载行为)进行进一步原因挖掘时，可结合电动机驱动的机械设备的工艺过程数据(如泵的流量)做进一步的轴系负载分析，从而进一步提高本实施例所提供方法的信息录波价值。

本实施中，扰动事件可以是以下事件的任意其中一种：开关事故跳闸；电能品质异常；继电保护动作；安全稳定与自动控制装置动作；设备状态在线监测预警。

由上述内容可知，本实施例中，录波窗口期的时长为预设时长，即首先给定最大的录波时长范围(假定为T秒)，在该时长范围内，可以独立定义扰动事件发生前录波(检测录波期)时长(假定为t1秒)与扰动事件发生后的录波(扰动录波期)时长(假定为t2秒)，只要t1+t2≤T即可，此时即所述第一时长和所述第二时长之和小于等于所述预设时长。

具体的，在图1所示的实施例中，预设时长可以为100s，所述第一时长为10s，所述第二时长为90s。即例如上述最大的录波时长为100s，扰动前录波时长可以为10s，扰动后录波时长可以为90s；或者扰动前录波时长可以为20s，扰动后录波时长可以为80s。这些设置都是可以的，只要预设的第一时长和第二时长总和不超过预设时长即可。

在本发明其它实施例中，当预设时长为100s时，所述第一时长可以为10s，而所述第二时长可以为70s。此时在一开始就确保第一时长为10s和第二时长为70s之和小于预设时长，此时能够进一步保证录波数据存储的可靠性。

本实施例中，当需要提取录波数据时，将所述录波数据遍历取出。

请结合参考图2至图8，图1对应的实施例中，检测录波期和扰动录波期的一种具体场景可以如下：

如图2，定义扰动前录波时长为t1，即开辟t1时长的全景数据缓存空间，实时缓存全景数据，图2显示了起始时刻在环形缓存空间分别设置存储起始指针Ps与存储终止指针Pt；

参考图3，在录波行进过程中，指针Ps从缓存空间的起点开始，随着存储进程向存储空间的终点行进，而指针Pt固定在存储空间的终点；

参考图4，在电网系统正常运行时，指针Ps会与指针Pt重合，缓存空间占满，指针Ps重新恢复到缓存空间的起点，进行新一轮的缓存；

图2至图4说明了环形缓冲区录取扰动前全景数据的过程(即采用所述检测录波期进行动态环形录波检测的过程)，此时完成一个周期缓存；可见，在电力系统正常运行时，本实施例采用环形缓冲区的录波方式，按定义的扰动前录波时长，循环录取全景实时信息数据；

参考图5，在一个的录波行进循环周期开始后，一旦有扰动事件发生，则指针Ps停止行进，转入到扰动后的录波处理(即马上转到扰动录波期)；此过程可以归纳为扰动事情发生，检测录波期的录波行进终止；

如图6，检测录波期的录波行进终止的同时，指针Pt重新定位到当前的指针Ps位置，即重新定位指针Pt到指针Ps处；

请参考图7，当需要提取录波数据时，指针Ps按与录波行进方向相反的方向，行进一周，即可把扰动事件发生前t1时长的录波数据遍历取出，图8为指针Ps反向行进至指针Pt重合，图7和图8共同显示了反向行进，提取录波数据的过程，之后录波提取结束。

需要注意到，图2至图8中，图中显示的缓存区较是扰动前录波缓存区，整个缓存区对应的时长是第一时长。

本实施例提供的一种采用动态录波方法，实现全景信息的实时录波。这种方法在扰动事件发生后，在自定义的录波窗口期内，能够实现实时采集全景数据并监视用户电网扰动后的运行状态的目的，使得相应的录波数据可以用于故障诊断，通过相应的设置，既能够加速诊断过程，又能够保证数据录取的可靠性。在扰动事件发生后，录波数据可以转入用于专家诊断处理过程。

实施例二

本发明另一实施例提供另一种电力系统故障专家诊断的信息录波方法，请参考图9，所述方法包括：

定义录波窗口期，所述录波窗口期包括扰动事件发生前进行录波的检测录波期，以及扰动事件发生后进行录波的扰动录波期；

所述录波窗口期具有预设时长；所述检测录波期的一个完整期间具有第一时长；

采用所述检测录波期进行动态环形录波检测，在一个所述检测录波期内，如果没有检测到扰动事件的发生，则进入下一个所述检测录波期；

在一个所述检测录波期内，如果在经过第二时长时检测到扰动事件发生，记录扰动事件与发生时刻(此时检测所用的时长为第二时长)，并同时从该时刻起，立即进入所述扰动录波期进行录波；

将所述预设时长扣除所述第二时长后的剩余时长作为所述扰动录波期的时长；

结束步骤，在所述扰动录波期结束时，如果扰动仍然继续，结束录波窗口期，将录波数据保存并发送给分析系统。

与前述实施例相同的，本实施例中，录波的数据包括：变电站SCADA系统数据、电力集控SCADA系统数据、电力调度SCADA系统数据、保护信息系统数据、继电保护装置数据、安全稳定与自动控制装置数据、智能测控装置数据、故障录波装置数据；还可以包括：电力设备状态监测数据和生产工艺过程数据。

与前述实施例相同的，扰动事件包括以下事件的至少其中之一：开关事故跳闸；电能品质异常；继电保护动作；安全稳定与自动控制装置动作；设备状态在线监测预警。电能品质包括频率品质、电压品质和潮流品质等。

本实施例中，当需要提取录波数据时，也是将所述录波数据遍历取出。

本实施例中，扰动录波期在图9中的时间区域也可称为扰动后录波区域，其录波时长同样可自定义。同样的，本实施例的扰动录波期支持整组复归后的录波动态结束，即：在所述扰动录波期内，如果检测到所述扰动事件结束(扰动已经平息)，可以动态结束录波窗口期，将录波数据保存并发送给分析系统。因此，在所述扰动录波期内，如果检测到所述扰动事件结束(扰动已经平息)，结束录波窗口期，将录波数据保存并发送给分析系统(图9中未显示这种情况)。

本实施例的多数步骤与前述实施例相同，因此，本实施例的多数步骤和过程可以参考前述实施例相应内容。

与前述实施例不同的是，本实施例中，实际扰动录波期具有的时长，是一个动态变化的时长，受扰动时刻影响。这是因为，本实施例中，将所述预设时长扣除所述第二时长后的剩余时长作为所述扰动录波期的时长，而预设时长是一个固定的最长时长，第二时长是一个不固定的时长。这种方式下，能够充分利用预设时长的最大容量(最大长度)，使扰动录波期在需要时能够达到尽量大的时长，即在需要时，尽量延长扰动事件发生后的录波时长。

并且，结合前面提到的一个可以动态结束录波的时长，本实施例的实际扰动录波期的时长成为一种具有三个动态性质的时长：

第一个动态性质是第二时长的开始时刻是动态变化的；

第二个动态性质是第二时长的总最大允许长度是实际动态变化的；

第三个动态性质是第二时长的结束时刻可以根据不同的情况动态变化的。

在图9所示的实施例中，预设时长可以为100s，所述第一时长为10s，当所述第二时长为5s。此时最大的录波时长为100s，扣除第二时长5s后，扰动后录波时长可以达到95s。虽然，针对某个时刻发生扰动事件的情况，即便确定了扰动后录波时长可以达到95s，但在扰动事件的不同结束时刻的情况下，又可以有不同的实际时长。

实施例三

本发明实施例提供一种电力系统故障诊断的动态反演方法，包括：

录波步骤，定义录波窗口期，所述录波窗口期包括扰动事件发生前进行录波的检测录波期，以及扰动事件发生后进行录波的扰动录波期；

采用所述录波窗口期录取所述检测录波期的数据信息和所述扰动录波期的数据信息；

诊断和记录步骤，在所述扰动事件平息后，启动对所述扰动事件的专家诊断，并记录诊断推理过程；

图形化动态显示步骤，以图形化的方式，将所述诊断推理过程按所述扰动事件发生的时间顺序反演，展示所述诊断推理过程遍历的专家规则。

本实施例中，涉及到的数据信息可以进一步是全景信息。全景信息可以包括变电站SCADA系统数据、电力集控SCADA系统数据、电力调度SCADA系统数据、保护信息系统数据、继电保护装置数据、安全稳定与自动控制装置数据、智能测控装置数据、故障录波装置数据。

经发明人经过长期的行业经验，并进行探索、试验、设计和整理，采用上述各数据，能够较为完整的反应电网的拓扑连接、潮流分布和故障信息等电网运行的实时电气特征，且由于目前变电站综合自动化系统普遍应用了同步时钟校时技术，上述各类数据间的时间窗口同步性较好，因此，本实施例选择将它们作为专家诊断的数据，从而为实现更有价值的动态反演结果打下了数据基础。

另外，全景信息还可以包括电力设备状态监测数据和生产工艺过程数据。电力设备状态监测数据和生产工艺过程数据可以作为专家诊断的辅助数据。例如对于电动机绕组温升(或过载行为)进行进一步原因挖掘时，可结合电动机驱动的机械设备的工艺过程数据(如泵的流量)做进一步的轴系负载分析，从而进一步提高本实施例所提供方法的动态反演价值。

本实施例中，录波步骤可以按用户定义的时间窗口长度，录取电网扰动发生前与扰动发生后的全景信息。具体的时长可以参考实施例一和实施例二中相关内容。即录波步骤可以参考前述实施例相应内容。

本实施例中，这些全景信息，可以都被标定有绝对时标，这些数据信息可以作为专家诊断的规则条件，同时也记录了电网扰动前后的运行状态。

本实施例中，当扰动发生后，启动故障专家诊断的同时，也启动相应的记录。记录诊断推理过程触发的规则条件，触发的规则，记录诊断推理过程的中间推理，以及记录诊断推理过程得到的(最终的)诊断结论等。

本实施例中，当诊断推理过程完成时，诊断推理过程所遍历的规则路径也被按顺序记忆(存储)下来。

本实施例的方法还可以包括：追忆步骤，对所述检测录波期之前的第一时段和/或所述扰动录波期之后的第二时段，进行运行状态的录波、记录和图形化动态显示。录波、记录和图形化动态显示的过程，可以共同称为追忆过程，也是动态反演的过程。第一时段和第二时段的长度可以根据需要自行定义，并且由这两个时段的定义可知，这两个时段不同于录波步骤的各个时长。

本实施例中，由于使所述数据信息标定有绝对时标，因此，所述数据信息可以更好地利用于作为启动所述专家诊断的判断条件。

本实施例中，记录所述诊断推理过程包括：记录所述诊断推理过程触发的规则条件，记录所述诊断推理过程触发的规则内容，记录所述诊断推理过程的中间推理，以及记录所述诊断推理过程得到的诊断结论。

所述诊断推理过程触发的规则条件与前面的启动信息是相互关联的。所述数据信息用于作为启动所述专家诊断的判断条件，而所述诊断推理过程触发的规则条件是与所述数据信息可能相关的规则的总体，相关规则的总体作为条件(如后续具体场景中的一个具体规则树)。

所述图形化动态显示步骤包括：建立专家规则树，在所述专家规则树上，以时间顺序的动态图形变化展示所述诊断推理过程。

建立专家规则树的方式可以是，将专家规则根据其逻辑结构形成相应的树形图形，相应的图形包括规则节点和规则间的连接关系。

上述方法利用录波过程(步骤)，诊断和记录(步骤)，以及图形化动态显示步骤，能够实现对电力系统故障的动态反演，从而为电力系统故障的诊断和案例学习提供条件，相应的动态反演方法具有步骤简单，过程合理，并且具有显示方式形象化等优点。

进一步的，上述方法通过增设追忆步骤，使相应的动态反演能够形象化显示更多的故障前后过程，使电力系统故障的案例反演学习更加全面，相应的经验更加有价值。

为了更好的说明本实施例的电力系统故障诊断的动态反演方法，图10，显示了一个反演实例场景。

如图10所示，先建立一个线变组单元的变压器的内部故障诊断规则树，规则树整体如图10所示；即整个规则树对应于图10所示的结构。

这个规则树是关于变压器重瓦斯动作的诊断规定。规则树的内容包括以下。

当出现了扰动事件F1(扰动事件F1为变压器重瓦斯动作)，则先给出中间结论，诊断故障类型为：T0.0，并且，对应于类型T0.0有变压器主保护动作通用处理措施：

1.将变压器各侧开关拉至检修位；

2.检查快切或备自投装置是否动作成功，恢复供电；

2.1.若尚未恢复供电，跳开失电母线上所有馈出开关；

3.检查气体继电器内是否充满油或是已经充有气体；

4.检查变压器顶层油温。

在扰动事件F1(变压器重瓦斯动作)基础上，进行第一诊断S1，即诊断是否有变压器差动保护动作。如果有(即第一诊断S1的结果为Y)，则给出结论是：变压器本体内故障，即诊断故障类型为：T0.1。并且，对应于类型T0.1有变压器本体内故障事故处理措施：

1.确认站内没有负荷回路发出保护动作信号；

2.确认母线、变压器油箱外没有明显故障表象；

3.若尚未恢复供电，投入分段开关，恢复供电；

4.变压器油取样分析。

相反，第一诊断S1如果结论是：否(N)，则进一步进入第二诊断S2。第二诊断S2诊断的是：有没有变压器压力释放动作。如果第二诊断S2的诊断结果为是(Y)，则给出的结论同样是变压器本体内故障，即同样诊断故障类型为：T0.1。

如果第二诊断S2的诊断结果为否(N)，则进一步进行第三诊断S3，第三诊断S3诊断的是：有没有进线差动动作。

如果第三诊断S3的诊断结果为是(Y)，则给出的结论是：可能由于高压侧进线故障造成变压器重瓦斯保护动作，需进一步核实，即诊断故障类型为：T9.1。并且，对应于类型T9.1有变压器区外穿越性短路障重瓦斯误动作处理措施：

1.隔离故障点后，检查变压器重瓦斯信号若能复归且气体继电器内充满油，则重瓦斯保护由于电源侧穿越性短路电流的冲击而误动作；

2.若区外故障点在负荷侧，隔离故障点后，可以准备变压器恢复供电。

如果第三诊断S3的诊断结果为是(Y)，则进一步进行第四诊断S4，第四诊断S4诊断的是：负荷侧(是否)存在故障。如果第四诊断S4的诊断结果为是(Y)，则给出的结论是：可能由于负荷设备发生故障造成变压器重瓦斯保护误动作，需进一步核实。并且诊断故障类型同样为：T9.1，因此，相应的措施同样是变压器区外穿越性短路障重瓦斯误动作处理措施。

如果第四诊断S4的诊断结果为否(N)，则进一步进行第五诊断S5，第五诊断S5诊断的是：是否有直流回路绝缘降低。

如果第五诊断S5的诊断结果为是(Y)，则给出的结论是：可能由于直流系统接地造成变压器重瓦斯保护误动作，需进一步核实。并且诊断故障类型为：T9.2，相应的措施是直流接地造成重瓦斯误动作的处理措施：

1.检查故障录波报文，分析重瓦斯动作时的电流、电压是否具有故障特征；

2.检查变压器气体继电器内是否充满油，变压器顶层油温是否正常；

3.检查直流接地信号可复归后，变压器重瓦斯信号能否复归。

上述处理措施属于主设备非电量保护可靠性实施办法。

如果第五诊断S5的诊断结果为否(N)，则给出的结论是：变压器重瓦斯保护动作，进一步核实原因。并且诊断故障类型为：T9.3，相应的措施是变压器重瓦斯动作处理(措施)：

确认变压器无任何故障现象和异常，区外没有穿越性故障发生，直流系统也没有接地信号产生，这时，可对瓦斯保护的二次回路进行深入排查。

上述变压器重瓦斯动作处理属于瓦斯保护二次回路专项检查。

在上述建立的规则树基础下，本实施例的具体反演场景过程如下。

当发生扰动事件F1时，采用本实施例的方法，进行了录波步骤和诊断和记录步骤，之后，图形化动态显示步骤；在图形化动态显示步骤中，根据前面的两个步骤，依次动态显示的是诊断步骤S1(结论为否)，诊断步骤S2(结论为否)，诊断步骤S3，并且诊断步骤S3的诊断结论为是(Y)，即诊断出线变组单元的线路差动保护也动作(进线差动动作)。

因此，诊断结论是：可能由于高压侧进线故障，造成变压器重瓦斯动作，需进一步核实。

此时诊断故障类型为：T9.1，并且，对应于类型T9.1有变压器区外穿越性短路障重瓦斯误动作处理措施：

1.隔离故障点后，检查变压器重瓦斯信号若能复归且气体继电器内充满油，则重瓦斯保护由于电源侧穿越性短路电流的冲击而误动作。

2.若区外故障点在负荷侧，隔离故障点后，可以准备变压器恢复供电。

上述反演过程中，在规则树上，可以是通过变色的方式，显示出诊断的完整过程，如图中，是加粗线条和加方框底纹的方式，来显示(变色用底纹表示)。需要说明的是，相应的变色和加粗等过程，可以是按时间顺序先后进行的，图中仅显示最后它们最后同时显示的状态，但实际反演可以是先后变化的状态，以显示相应的反演状态。

本实施例提供的方法，实现了专家诊断过程的动态反演，为追溯电网故障专家诊断过程以及追忆电网故障前后的运行状态提供支持。

实施例四

本发明实施例还提供一种电力系统故障诊断的动态反演系统，专家诊断过程动态反演系统结构，动态反演各模块之间的关系如图11所示。

动态反演系统包括：

动态录波模块，用于设置录波窗口期，所述录波窗口期包括扰动发生前进行录波的检测录波期，以及扰动发生后的扰动录波期；所述动态录波模块并用于采用所述录波窗口期录取所述检测录波期的数据信息和所述扰动录波期的数据信息；

诊断推理黑板，用在所述扰动事件平息后，启动对所述扰动事件的专家诊断，并记录诊断推理过程；

规则反演模块，用于以图形化的方式，将所述诊断推理过程按所述扰动事件发生的时间顺序反演，展示所述诊断推理过程遍历的专家规则。

图11中，规则反演模块后面的虚线部分，表示规则反演模块可以进一步用于实现图形化交互规则反演。

本实施例中，动态录波模块可按用户定义的时间窗口长度，录取电网扰动发生前与扰动发生后的全景信息。这些信息都被标定有绝对时标，作为专家诊断的规则条件，同时也记录了电网扰动前后的运行状态。

本实施例中，当扰动发生后，启动故障专家诊断的同时，诊断推理黑板也生效。诊断推理黑板即为专用来记录诊断推理过程(触发的规则条件，触发的规则，诊断的中间推理，以及最终的诊断结论等)的内存区。

当诊断推理过程完成时，诊断推理过程所遍历的规则树路径即被诊断推理黑板按遍历的顺序拍照记忆下来。

本实施例中，规则反演模块以图形化的方式，将诊断推理过程按扰动事件发生的时间顺序反演，并展示推理遍历的专家规则。反演的信息即为诊断推理黑板记录的信息。反演的方式可以多种多样，例如在专家库所用的规则树上以动态变色(规则树线条色、规则树规则框填充色)的交互形式向用户展示专家诊断推理的完整过程。

动态反演系统还包括状态追忆模块，所述状态追忆模块用于对所述检测录波期前的第一时段和/或所述扰动录波期后的第二时段，进行运行状态的录波、记录和图形化动态显示。

图11中，状态追忆模块后面的虚线部分，表示状态追忆模块可以进一步用于实现图形化交互规则追忆。

上述运行状态的相关数据信息，包括设备状态信息、开关状态信息、电网潮流与电压和频率信息等，它们可以按时间标定值先后进行录波和记录，并且最终采用图形化动态显示进行反演。

由于设置了状态追忆模块，因此，除了可以动态反演诊断过程，本实施例提供的系统还支持对电网扰动前后的运行状态进行状态追忆。在拖动时间标尺，可以在电网主接线图或者相关的设备间隔图中，将扰动发生前后的设备状态信息、开关状态信息、电网潮流与电压、频率信息等，按时间标定值进行追忆。在事件记录窗口中，将事件顺序记录(SequenceOf Event，SOE)信息按时间标定值进行追忆。事件顺序记录来记录故障发生的时间和事件的类型。状态追忆的信息来自于动态录波模块。

所述状态追忆模块包括时间标尺，通过拖动所述时间标尺，在电网主接线图或者设备间隔图中，将所述录波窗口期录取的所述数据信息按时间(时间标定值)顺序进行反演。

记录所述诊断推理过程包括：记录所述诊断推理过程触发的规则条件，记录所述诊断推理过程触发的规则内容，记录所述诊断推理过程诊断的中间推理，以及记录所述诊断推理过程得到的诊断结论。

以图形化的方式将所述诊断推理过程按所述扰动事件发生的时间顺序反演，展示推理遍历的专家规则包括：建立专家规则树，在所述专家规则树上，以时间顺序的动态图形变化展示所述诊断推理过程。

本实施例的系统能够用于实现了专家诊断过程的动态反演。

综合上述内容可知，本发明提供的动态反演方法及系统，能够实时运行状态进行记录，并可按时间顺序以图形化的方式逐帧反演展示，有助于用户对电力系统的变化过程进行量化追踪，挖掘系统状态变化(发生扰动)时的稳定支撑能力，总结规律，并可将量化的状态数据与系统设计参数对比，排查差异点，进一步完善设计参数(如短路数据、继电保护定值数据等)。

进一步的，所述方法的图形化的状态追忆步骤(功能)也为培训学习提供最为真实的支撑。对于诊断规则的反演，能将专家诊断过程完全透明化，使用户完整掌握诊断过程，并与状态追忆的扰动前及扰动后的录波数据进行交叉对照，检验或完善专家诊断规则。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电力系统故障诊断的动态反演方法，其特征在于，包括：

录波步骤，定义录波窗口期，所述录波窗口期包括扰动事件发生前进行录波的检测录波期，以及扰动事件发生后进行录波的扰动录波期；

采用所述录波窗口期录取所述检测录波期的数据信息和所述扰动录波期的数据信息；

诊断和记录步骤，在所述扰动事件平息后，启动对所述扰动事件的专家诊断，并记录诊断推理过程；

图形化动态显示步骤，以图形化的方式，将所述诊断推理过程按所述扰动事件发生的时间顺序反演，展示所述诊断推理过程遍历的专家规则。

2.如权利要求1所述的电力系统故障诊断的动态反演方法，其特征在于，还包括：追忆步骤，对所述检测录波期之前的第一时段和/或所述扰动录波期之后的第二时段，进行运行状态的录波、记录和图形化动态显示。

3.如权利要求1所述的电力系统故障诊断的动态反演方法，其特征在于，所述数据信息标定有绝对时标；所述数据信息用于作为启动所述专家诊断的判断条件。

4.如权利要求1所述的电力系统故障诊断的动态反演方法，其特征在于，记录所述诊断推理过程包括：记录所述诊断推理过程触发的规则条件，记录所述诊断推理过程触发的规则内容，记录所述诊断推理过程的中间推理，以及记录所述诊断推理过程得到的诊断结论。

5.如权利要求1所述的电力系统故障诊断的动态反演方法，其特征在于，所述图形化动态显示步骤包括：建立专家规则树，在所述专家规则树上，以时间顺序的动态图形变化展示所述诊断推理过程。

6.一种电力系统故障诊断的动态反演系统，其特征在于，包括：

动态录波模块，用于设置录波窗口期，所述录波窗口期包括扰动发生前进行录波的检测录波期，以及扰动发生后的扰动录波期；所述动态录波模块并用于采用所述录波窗口期录取所述检测录波期的数据信息和所述扰动录波期的数据信息；

诊断推理黑板，用在所述扰动事件平息后，启动对所述扰动事件的专家诊断，并记录诊断推理过程；

规则反演模块，用于以图形化的方式，将所述诊断推理过程按所述扰动事件发生的时间顺序反演，展示所述诊断推理过程遍历的专家规则。

7.如权利要求6所述的电力系统故障诊断的动态反演系统，其特征在于，还包括状态追忆模块，所述状态追忆模块用于对所述检测录波期前的第一时段和/或所述扰动录波期后的第二时段，进行运行状态的录波、记录和图形化动态显示。

8.如权利要求7所述的电力系统故障诊断的动态反演系统，其特征在于，所述状态追忆模块包括时间标尺，通过拖动所述时间标尺，在电网主接线图或者设备间隔图中，将所述录波窗口期录取的所述数据信息按时间顺序进行反演。

9.如权利要求6所述的电力系统故障诊断的动态反演系统，其特征在于，记录所述诊断推理过程包括：记录所述诊断推理过程触发的规则条件，记录所述诊断推理过程触发的规则内容，记录所述诊断推理过程诊断的中间推理，以及记录所述诊断推理过程得到的诊断结论。

10.如权利要求6所述的电力系统故障诊断的动态反演系统，其特征在于，以图形化的方式将所述诊断推理过程按所述扰动事件发生的时间顺序反演，展示推理遍历的专家规则包括：建立专家规则树，在所述专家规则树上，以时间顺序的动态图形变化展示所述诊断推理过程。

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