【正文】 I 中國石油大學（華東）現(xiàn)代遠程教育 畢業(yè)設計（論文） 題 目： 基于遺傳算法的復雜電網(wǎng)故障診斷方法的研究 學習中心： 甘肅省奧鵬學習中心 1[1] 年級專業(yè)： 網(wǎng)絡 09 秋 電氣工程及其自動化 學生姓名： 學 號： 指導教師： 職 稱： 導師單位： 中國石油大學（華東） 中國石油大學 （ 華東 ） 遠程與繼續(xù) 教育學院 論文完成時間： 2022 年 05 月 29 日 II 摘 要 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，優(yōu)質(zhì)、可靠、穩(wěn)定的電力供應己成為電能用戶的普遍需求。然而由于自然、人為等多種因素的影響，電力系統(tǒng)的故障是不可避免的。特別是電力網(wǎng)絡，由于輸配電線路長期暴露在自然環(huán)境中，更是容易引發(fā)各種各樣的故障，一旦電網(wǎng)發(fā)生故障，將會造成對用戶供電的中斷或供電質(zhì)量的下降，甚至損壞電氣設備。另一方面，在電網(wǎng)的規(guī)模和復雜程度不斷增加的同時，自動化水平也在不斷加強，越來越多的自動裝置應用到電力系統(tǒng)中，當電網(wǎng)發(fā)生故障時，各 級自動裝置會產(chǎn)生大量的報警信息。這些信息不加選擇地涌入控制中心，特別是同時出現(xiàn)多種故障信息并伴隨有保護和斷路器的拒動以及誤動時，故障診斷問題將會變得異常復雜。 本文通過對電力系統(tǒng)故障診斷的一些研究，主要完成了下面一些研究及分析的工作：首先是了解了電力系統(tǒng)故障診斷的原理及各種類型，并說明了部分解決方法；然后簡要的闡述了各種方法的原理，特別是遺傳算法。最后，研究基于遺傳算法的故障診斷，通過保護與斷路器規(guī)則建模解析并求得最優(yōu)解，又通過實際案例來證明了其有效性與準確性。 關鍵詞： 電力系統(tǒng)，故障診斷，遺傳算法，目標 函數(shù)，解析模型。 III 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................ II 第 1 章 緒論 ........................................................................................................................... 1 背景和意義 ............................................................................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ....................................................................................................... 1 本文的主要內(nèi)容 ....................................................................................................... 2 第 2 章 常見電網(wǎng)故障診斷方法 ........................................................................................... 4 電網(wǎng)故障診斷的基本概念 ....................................................................................... 4 保護動作類型 ................................................................................................. 4 故障區(qū)域識別 ................................................................................................. 5 電網(wǎng)故障診斷方法 ................................................................................................... 6 專家系統(tǒng) ......................................................................................................... 6 人工神經(jīng)網(wǎng)絡 ................................................................................................. 7 基于優(yōu)化技術的方法 ..................................................................................... 8 其他技術 ......................................................................................................... 8 本章小結 ................................................................................................................... 9 第 3 章 遺傳算法的基本原理及應用 ................................................................................. 10 遺傳算法的基本原理 ............................................................................................. 10 基本概念 ....................................................................................................... 10 遺傳算法特點 ............................................................................................... 10 遺傳算法的原理 ........................................................................................... 10 遺傳算法的分類 ..................................................................................................... 12 簡單遺傳算法（ SGA） ............................................................................... 12 高級遺傳算法（ RGA） ............................................................................... 13 遺傳算法在電力系統(tǒng)中的應用 ............................................................................. 14 調(diào)度和規(guī)劃的應用 ....................................................................................... 15 故障診 斷與警報處理 ................................................................................... 15 運行優(yōu)化的應用 ........................................................................................... 15 其他領域的應用 ........................................................................................... 15 第 4 章 基于遺傳算法的故障診斷 ..................................................................................... 17 故障診斷的數(shù)學模型 ............................................................................................. 17 故障診斷的完全解析模型 ........................................................................... 17 完全解析模型的目標函數(shù) ........................................................................... 19 基于遺傳算法的模型求解 ........................................................................... 20 診斷流程 ....................................................................................................... 20 基于遺傳算法的故障診斷算例分析及驗證 ......................................................... 21 實際算例系統(tǒng) ............................................................................................... 21 故障以及報警信息的分析 ........................................................................... 22 故障診斷求解以及結果分析 ....................................................................... 22 本章小結 ................................................................................................................. 24 結 論 ................................................................................................................................... 25 參考文獻 ............................................................................................................................... 26 1 第 1 章 緒論 背景和意義 自進入 21 世紀以來，隨著時代的 飛速發(fā)展，技術的不斷進步以及人類社會對電力依賴程度的加大，電力系統(tǒng)在社會經(jīng)濟占有著非常重要的地位，所以確保電網(wǎng)的安全可靠是電力相關部門最神圣的使命。如今的電力系統(tǒng)也越來越大，越來越復雜，而且有很大部分的輸電線路暴露在自然環(huán)境中，導致電網(wǎng)中經(jīng)常容易出現(xiàn)各種各樣的復雜故障 [1~2]。為了創(chuàng)造一個安全穩(wěn)定運行的電力系統(tǒng)，增強供電的持續(xù)與可靠性，就需要一個優(yōu)質(zhì)的故障診斷系統(tǒng)，以便故障的及時檢測與故障后的及時恢復。 現(xiàn)如今，我國在電力系統(tǒng)方面還不算優(yōu)秀，供電的可靠性也有待加強，電網(wǎng)的故障經(jīng)常發(fā)生在輸電線路上，特別是在 超高壓長距離輸電線路上發(fā)生某些故障時，都需要及時發(fā)現(xiàn)并處理好故障問題，確保線路的安全穩(wěn)定運行。而這些又需要大量的人力物力和財力，比如在山區(qū)部分的輸電線路或惡劣天氣下去檢修等。所以必須要通過有效故障診斷系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，能獲取各種故障信息，故障性質(zhì)，故障地點并自動評定出最優(yōu)的保護動作。 另外，在發(fā)生故障后，一般通過保護設備的動作情況