基于神经网络的自适应继电保护的研究
|
摘要
随着电力系统的发展和对安全运行要求的提高，常规的继电保护和故障诊断技术已经不能适应不断发展的系统要求，因此自适应继电保护越来越受到重视，并已有广泛的研究。本文从分析传统继电保护的缺点入手，运用人工神经网络所具有的自适应能力、学习能力和模式识别能力，提出了一种实现自适应电流保护的神经网络模型。该保护不仅能够随着运行方式和故障类型的变化自适应的改变故障判别最佳条件，还能在发生任何故障时准确判别故障方向，没有死区存在。同时对系统振荡和过渡电阻对保护的影响进行了研究，提出了一种自适应距离保护模型。为了验证其可行性，对两个模型分别进行了大量的仿真计算分析，验证了所提方法的可行性与优越性。
This paper describes a new method of the application of ANN in the adaptive relay protection .It means that some problems existing in the power system, i.e faults analysis, direction distinction could be solved by using strong adaptive ability and studying ability of ANN. This protection includes two independent subnets to finish their functions in parallel way and has an advantage that the relay setting values are determined according to current operation condition of power system and fault type. It can keep the protection characteristics optimal. In order to deal with oscillation and fault resistance, the paper presents a new method of adaptive distance relay protection based the above relay protection. We made simulated calculation on high voltage transmission system and trained the nets finally, the result show that this method is absolute reliable using in the protection of power system.
This paper describes a new method of the application of ANN in the adaptive relay protection .It means that some problems existing in the power system, i.e faults analysis, direction distinction could be solved by using strong adaptive ability and studying ability of ANN. This protection includes two independent subnets to finish their functions in parallel way and has an advantage that the relay setting values are determined according to current operation condition of power system and fault type. It can keep the protection characteristics optimal. In order to deal with oscillation and fault resistance, the paper presents a new method of adaptive distance relay protection based the above relay protection. We made simulated calculation on high voltage transmission system and trained the nets finally, the result show that this method is absolute reliable using in the protection of power system.
引文
1. Ebron S,Lubkeman D L,White M.A Neural Network Approach to the Detection of Incipient Faults on Power Distribution Feeders.IEEE PWRD,1990,5(2):905-914
2. Sultan A F,Swift G W,Fedirchuk D J。Detection of High Impedance Arcing Faults Using a Multi-Layer Perception.IEEE PWRD,1992,7(4):1871-1877.
3. Lubkeman D,Smith R E.Unsupervised Learning Strategies for the Detection and Classification of Transient Phenomena on Electric Power System Distribution System.Proc of ANNPS'91,Seattle:1991
4. Chow Mo-yuen,Yee S O,Taylor L S.Recognizing Animal-Caused Faults in Power Distribution Systems Using Artificial Neural Networks.IEEE PWRD,1993,8(3):1268～1273
5. Fitton D S,Dunn R W,Aggarwal R K et al.The Application of Neural Neiwork Techniques to Adaptive Autoreclosure in Protection Equipment.IEE 15th Int Conf on Developments in Power System Protection,UK:University of Youk,1993
6．陈炳华．采用模式识别(智能性)的保护装置的设想．中国电机工程学会第五届全国继电保护学术年会论文集，1993．7
7．Jongepier A G,Van der Slusi.利用人工神经网(ANN)的双回路自适应距离保护．IEE第五届电力系统保护进展国际会议论文集，UK：1993
8. Sidhu T S,Singh H,Sachdev M S.Design,Implementation and Testing of an Artificial Neural Network Based Fault Direction Discriminator for Protecting Transmission Lines.IEEE PWRD,1995,10(2):697-706
9．丁晓群，Liu Y，林钟云．神经网络运用于电力变压器故障诊断．电力系统自动化，1996，20(2)：32-35
10. Bhattacharyya S K,Smith R E,Haskew T A.A Neural Network Approach to Transformer Fault Diagnosis Using Dissolved Gas Analysis Data.NAPS,1993
11．何定，唐国庆，陈珩．电力变压器故障诊断的神经网络方法．电力系统自动化，1993，17(8)：33-38
12．沈世镒著．神经网络系统理论及其应用．科学出版社．北京．1998
13．袁曾任．人工神经网络及其应用．清华大学出版社．北京．1999
14．胡上序，程翼宇．人工神经网络计算导论．北京：科学出版社，1994
15．胡守仁等编．神经网络应用技术．国防科技大学出版社．湖南．1993
16．程湘君，王春宁 陈生潭编著．神经网络原理及其应用．国防工业出版社．北京．1995
17．王永骥，涂健编著．神经元网络控制．机械工业出版社．北京．1998
18．陈明著．神经网络模型．大连理工大学出版社．大连．19958
19．杨行峻，郑君里．人工神经网络，北京：高等教育出版社．．1992年
20．周继成．人工神经网络．北京：科学普及出版社，1993
21．贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理，北京：水利电力出版社，1985
22．陈德树．计算机继电保护原理与技术．北京：水利电力出版社，1992
23．杨奇逊．微型计算机继电保护基础．北京：水利电力出版社，1988
24．葛耀中．新型继电保护与故障测距原理与技术．西安：西安交通大学出版社，1996
25．刘键．银川城区配电网自动化系统．电力系统自动化，1998，8
26．林功平，徐振新，高宇亮，张步林，林涛．DMS—1调度与配电综合自动化系统．电网技术，1996，20(5)：66-68
27．魏志鹏．五强溪水电厂调度自动化功能改造．水电厂自动化，2000，3：25-30
28．蔡洋，王积荣等．我国电网调度自动化大发展的十年．电力系统自动化，1992，6
29．潘莹玉．我国电网调度自动化系统的发展与现状．继电器，2000，28(6)：58-62
30．李光琦．电力系统暂态分析，中国电力出版社，北京：1995
31．范春菊，郁惟镛．自适应式电流速断保护方案．上海：电力自动化设备，1999
32．陈皓．馈电线路速断保护．继电器．2000，28(5)：38-41
33．范春菊，等．自适应式电流速断保护方案．电力自动化设备．1999，(3)．
34．葛耀中，吴雪峰，田又涵，等．微机式自适应馈线保护的研究和开发．电力系统自动化．1999，23(3)：19-22
35．章泽生．新型继电保护-自适应电流保护的理论分析．云南电力技术．2001，29(1)：26-27，30
36．范春菊，郁惟镛．自适应式电流速断保护方案．电力自动化设备．1999，19(3)：16-17，30
37．陈维荣，钱清泉．一种基于神经网络的馈线自适应继电保护技术．西南交通大学学报．1999，34(4)：419-424
38．刘一江．微机距离保护的新方法．电工技术学报．1999，14(6)：65-68
39．段玉倩，贺家李．基于人工神经网络的距离保护．中国电机工程学报．1999，19(5)：67-70
40．陈允平，龚庆武，马宁，康健．基于人工神经网络的智能型自适应保护(Ⅰ)原理和模型结构．武汉水利电力大学学报，1998，31(2)：28-31
41．陈允平，龚庆武，马宁．基于人工神经网络的智能型自适应保护(Ⅱ)仿真研究．武汉水利电力大学学报，1998，31(3)：40-43
42．蔡超豪．接地距离保护采用神经网络消除过渡电阻影响．华北电力技术．1997，11：20-22，32
43．王晓茹，钱清泉，伍思涛．基于神经网络的自适应距离保护研究．电力系统自功化．1998，22(12)：27-30，62
44．蔡超豪，王奇．平行双回线自适应接地距离保护．华北电力技术．1998，6：58-60
45．蔡超豪．基于神经网络的双回线自适应接地距离保扩．东北电力技术．1997，9：17-20
46．陈国建．全线相继速动距离保护新原理及其分析．电力系统自功化．1993，17(12)：46-49
47．陈维荣，钱清泉，王晓茹．神经网络在继电保护及故障诊断中的应用．电力系统自功化．1990，21(5)：5-9
48. Zhang Zhizhe, Chen Deshu.An Adaptive Approach in Digital Distance Protection.IEEE PWRD,1991,6(1): 135-142.
49. Fitton D S,Dunn R W,Aggarwal R K et al.The Application of Neural Network Techniques to Adaptive Autoreclosure in Protection Equipment.IEE 15th Int Conf on Developments in Power System Protection,UK:University of York,1993
2. Sultan A F,Swift G W,Fedirchuk D J。Detection of High Impedance Arcing Faults Using a Multi-Layer Perception.IEEE PWRD,1992,7(4):1871-1877.
3. Lubkeman D,Smith R E.Unsupervised Learning Strategies for the Detection and Classification of Transient Phenomena on Electric Power System Distribution System.Proc of ANNPS'91,Seattle:1991
4. Chow Mo-yuen,Yee S O,Taylor L S.Recognizing Animal-Caused Faults in Power Distribution Systems Using Artificial Neural Networks.IEEE PWRD,1993,8(3):1268～1273
5. Fitton D S,Dunn R W,Aggarwal R K et al.The Application of Neural Neiwork Techniques to Adaptive Autoreclosure in Protection Equipment.IEE 15th Int Conf on Developments in Power System Protection,UK:University of Youk,1993
6．陈炳华．采用模式识别(智能性)的保护装置的设想．中国电机工程学会第五届全国继电保护学术年会论文集，1993．7
7．Jongepier A G,Van der Slusi.利用人工神经网(ANN)的双回路自适应距离保护．IEE第五届电力系统保护进展国际会议论文集，UK：1993
8. Sidhu T S,Singh H,Sachdev M S.Design,Implementation and Testing of an Artificial Neural Network Based Fault Direction Discriminator for Protecting Transmission Lines.IEEE PWRD,1995,10(2):697-706
9．丁晓群，Liu Y，林钟云．神经网络运用于电力变压器故障诊断．电力系统自动化，1996，20(2)：32-35
10. Bhattacharyya S K,Smith R E,Haskew T A.A Neural Network Approach to Transformer Fault Diagnosis Using Dissolved Gas Analysis Data.NAPS,1993
11．何定，唐国庆，陈珩．电力变压器故障诊断的神经网络方法．电力系统自动化，1993，17(8)：33-38
12．沈世镒著．神经网络系统理论及其应用．科学出版社．北京．1998
13．袁曾任．人工神经网络及其应用．清华大学出版社．北京．1999
14．胡上序，程翼宇．人工神经网络计算导论．北京：科学出版社，1994
15．胡守仁等编．神经网络应用技术．国防科技大学出版社．湖南．1993
16．程湘君，王春宁 陈生潭编著．神经网络原理及其应用．国防工业出版社．北京．1995
17．王永骥，涂健编著．神经元网络控制．机械工业出版社．北京．1998
18．陈明著．神经网络模型．大连理工大学出版社．大连．19958
19．杨行峻，郑君里．人工神经网络，北京：高等教育出版社．．1992年
20．周继成．人工神经网络．北京：科学普及出版社，1993
21．贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理，北京：水利电力出版社，1985
22．陈德树．计算机继电保护原理与技术．北京：水利电力出版社，1992
23．杨奇逊．微型计算机继电保护基础．北京：水利电力出版社，1988
24．葛耀中．新型继电保护与故障测距原理与技术．西安：西安交通大学出版社，1996
25．刘键．银川城区配电网自动化系统．电力系统自动化，1998，8
26．林功平，徐振新，高宇亮，张步林，林涛．DMS—1调度与配电综合自动化系统．电网技术，1996，20(5)：66-68
27．魏志鹏．五强溪水电厂调度自动化功能改造．水电厂自动化，2000，3：25-30
28．蔡洋，王积荣等．我国电网调度自动化大发展的十年．电力系统自动化，1992，6
29．潘莹玉．我国电网调度自动化系统的发展与现状．继电器，2000，28(6)：58-62
30．李光琦．电力系统暂态分析，中国电力出版社，北京：1995
31．范春菊，郁惟镛．自适应式电流速断保护方案．上海：电力自动化设备，1999
32．陈皓．馈电线路速断保护．继电器．2000，28(5)：38-41
33．范春菊，等．自适应式电流速断保护方案．电力自动化设备．1999，(3)．
34．葛耀中，吴雪峰，田又涵，等．微机式自适应馈线保护的研究和开发．电力系统自动化．1999，23(3)：19-22
35．章泽生．新型继电保护-自适应电流保护的理论分析．云南电力技术．2001，29(1)：26-27，30
36．范春菊，郁惟镛．自适应式电流速断保护方案．电力自动化设备．1999，19(3)：16-17，30
37．陈维荣，钱清泉．一种基于神经网络的馈线自适应继电保护技术．西南交通大学学报．1999，34(4)：419-424
38．刘一江．微机距离保护的新方法．电工技术学报．1999，14(6)：65-68
39．段玉倩，贺家李．基于人工神经网络的距离保护．中国电机工程学报．1999，19(5)：67-70
40．陈允平，龚庆武，马宁，康健．基于人工神经网络的智能型自适应保护(Ⅰ)原理和模型结构．武汉水利电力大学学报，1998，31(2)：28-31
41．陈允平，龚庆武，马宁．基于人工神经网络的智能型自适应保护(Ⅱ)仿真研究．武汉水利电力大学学报，1998，31(3)：40-43
42．蔡超豪．接地距离保护采用神经网络消除过渡电阻影响．华北电力技术．1997，11：20-22，32
43．王晓茹，钱清泉，伍思涛．基于神经网络的自适应距离保护研究．电力系统自功化．1998，22(12)：27-30，62
44．蔡超豪，王奇．平行双回线自适应接地距离保护．华北电力技术．1998，6：58-60
45．蔡超豪．基于神经网络的双回线自适应接地距离保扩．东北电力技术．1997，9：17-20
46．陈国建．全线相继速动距离保护新原理及其分析．电力系统自功化．1993，17(12)：46-49
47．陈维荣，钱清泉，王晓茹．神经网络在继电保护及故障诊断中的应用．电力系统自功化．1990，21(5)：5-9
48. Zhang Zhizhe, Chen Deshu.An Adaptive Approach in Digital Distance Protection.IEEE PWRD,1991,6(1): 135-142.
49. Fitton D S,Dunn R W,Aggarwal R K et al.The Application of Neural Network Techniques to Adaptive Autoreclosure in Protection Equipment.IEE 15th Int Conf on Developments in Power System Protection,UK:University of York,1993