摘要：结合在线综合诊断在智能电网调度技术支持系统应用的实际情况，阐述了在线综合诊断的算法结构、分析流程以及诊断逻辑，就如何更好并提高实用化水平进行了分析讨论。
关键词：综合智能分析、在线综合诊断、逻辑诊断
1 引言
在线综合故障诊断作为综合智能分析与告警功能的一个核心模块，集成在D5000系统平台上。在电网发生故障时，调度运行人员通过在线综合故障诊断告警信息一方面可以清晰的了解到故障信息，另一方面还可以全面掌握故障后电网运行方式下的越限信息以及消除越限的辅助决策，为调度运行人员及时发现故障，快速处理故障提供了强有力的技术支撑。
2 算法结构
在线综合故障诊断采用基于SOE信息、保护动作信号、PMU数据以及故障录波数据的多源信息融合技术，在电网发生故障时，快速准确的诊断出故障设备、故障相、故障性质（瞬时故障/永久故障）、短路电流、故障测距等信息，提高调度运行人员应对电网故障的处理能力。
通过对调度中心侧的多源数据融合，实现了对故障诊断结果的实时性、可观测性以及精细化三个方面的统筹考虑，大大提高了在线故障诊断的可靠性和准确度。
在线综合故障诊断从算法结构上来看分为四个部分，即基于SOE动作信号和保护动作信号的逻辑诊断模块、基于PMU数据的电气量解析算法模块、基于故障录波数据的电气量解析算法模块以及故障诊断综合处理模块。
3 分析流程
从故障诊断的分析流程上来看，采用了分层式的综合故障诊断体系，如下图所示，
图 分层式故障诊断流程图
左侧为分析的数据源，包括SOE信息、保护动作信号、PMU数据以及故障录波数据；右侧为诊断流程，如上所述，包括基于SOE/保护动作信号的逻辑诊断模块、基于PMU数据的电气量解析算法模块、基于故障录波数据的电气量解析算法模块以及故障诊断综合处理模块。从诊断流程图上可以看出，前三个诊断模块只要任一诊断模块能够诊断出故障设备，就会将诊断结果输入到故障诊断综合处理模块，故障诊断综合处理模块根据输入的数据源进行诊断结果的综合处理。
分层式故障诊断体系的建立，一方面提高了在线综合故障诊断对于输入数据源的灵活性，另外一个重要的方面是统筹考虑了不同数据源的特性，从而使故障诊断结果的实时性、准确性、可观测性、全面性等四个方面达到了高度统一，最大程度上满足了调度运行人员对于事故处理的要求。
3 逻辑诊断
4.1基于SOE/保护动作信号的逻辑诊断
基于SOE/保护动作信号的逻辑诊断模块输入数据源为SOE动作信号和保护动作信号（亦或其中之一），通过建立一二次设备的模型关系，采用网络拓扑分析和保护动作逻辑相结合的智能逻辑推理算法，实现在线故障的快速诊断。
4.2 PMU数据的电气量解析
PMU装置近年来在电网中得到广泛应用，PMU装置采集的动态数据具有对时准确、采样频率高(一般不低于25帧/秒)，其上述特点为其进行在线快速故障诊断提供了有利条件。
根据电路原理可知，短路故障时电气量特征变化最为明显的是电压、电流，由于故障设备短路点被短接，导致故障设备电压降低、电流增大，根据该特点，可采用模式匹配的方法提取故障前后电压、电流发生突变的设备，即可判断电网发生故障，计算公式如下：
基于PMU数据的电气量解析法在方法基于SOE/保护动作信号的逻辑诊断结果的基础之上，可以进一步精确识别故障相别；在PMU布点较多的情况下，结合PMU数据的电气量信息还可以进一步检验开关动作是人工操作还是事故跳闸。
PMU数据的电气量解析算法实现时支持两种方式，一种是按照上述算法在综合智能分析与告警功能模块中实现，另一种是读取在线扰动识别功能的短路扰动输出结果表。
4.3故障录波数据的电气量解析
故障录波器能够记录电网故障暂态全过程的数据，其采样密度高且具有精确的GPS对时，是进行故障分析和反演的最基础数据。
继电保护装置利用电压互感器（PT）、电流互感器(CT)实时采集的电压、电流数据，采取一定的分析算法实现故障设备的定位，故障录波器能够记录电网故障前后的全过程暂态数据，利用故障录波数据，结合继电保护装置故障分析的算法，也可以实现故障设备的定位。
故障录波数据的分析结果支持按两种方式实现，一种是调度中心已建立了故障信息管理系统，可以从故障信息管理系统直接获取故障录波数据的故障简报；另一种是调度中心尚未建立故障信息管理系统或该系统不具备故障录波数据分析功能，需根据故障录波数据进行分析得到故障简报。
采用第一种方式时，二次设备在线监视与分析功能在接收到故障信息管理系统的故障录波简报后，将故障简报转换为二次设备在线监视分析功能与综合智能分析与告警功能的故障简报消息报文格式后，通过基础平台提供的消息总线接口，发送给综合智能分析与告警功能。
采用第二种方式时，故障录波数据的故障分析算法模块主要分为两大部分，即公用计算模块和故障计算模块。公用计算模块主要包括滤波计算、相量计算等功能，故障计算模块主要包括功率方向计算、选相、短路电流计算、故障测距等功能。
基于故障录波数据的电气量解析算法在基于SOE/保护动作信号的逻辑诊断、基于PMU数据的电气量解析算法两者分析结果的基础之上，可以进一步得到短路电流、故障测距等故障相关信息，辅助调度员进行送电端的优化选择以及线路检修的快速定位。
5 结束语
在线综合故障诊断首次实现了电网调度自动化系统对于不同采集来源的故障信号判断的集中整合，从调度运行模式的角度出发，对告警信息进行整合、关联和分析，快速直观地告诉调度员当前电网存在的各种故障情况，以利于调度员全面掌握电网的运行状态。
参考文献
[1] 智能电网调度技术控制系统第4-1部分：实时监控与预警类应用 电网实时监控与智能告警．国家电网公司
作者简介：汪 成（1979－），男，江苏淮安，工程师，从事电力系统调度自动化工作。
论文作者:汪成
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第7期
论文发表时间:2017/9/7
标签：故障论文; 在线论文; 数据论文; 模块论文; 故障诊断论文; 电网论文; 算法论文; 《电力设备管理》2017年第7期论文;