一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接地網(wǎng)故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中的接地網(wǎng)故障診斷技術(shù)，具體涉及一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接地網(wǎng)故障診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]接地網(wǎng)的安全運(yùn)行作為保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素，其防腐蝕問題已經(jīng)成為電力企業(yè)亟需解決的問題。接地網(wǎng)作為電力系統(tǒng)中變電站交/直流設(shè)備接地及防雷保護(hù)接地，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著重要的作用。在接地網(wǎng)存在缺陷的情況下，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生接地短路缺陷或遭受雷擊時(shí)，設(shè)備接地點(diǎn)的電位以及地表的局部電位差都會(huì)異常升高，直接危及運(yùn)行人員的生命和設(shè)備安全。接地網(wǎng)的導(dǎo)體埋設(shè)在地下，常因土壤多年的腐蝕而使性能變壞，造成系統(tǒng)接地短路時(shí)地電位異常升高或分布不均，嚴(yán)重威脅運(yùn)行人員安全，還可能因反擊或電纜皮環(huán)流破壞二次設(shè)備，引起檢測(cè)或控制設(shè)備誤動(dòng)、拒動(dòng)而擴(kuò)大事故。地網(wǎng)接地性能一般由接地電阻的大小間接判斷，但無法了解地網(wǎng)腐蝕情況，而地網(wǎng)導(dǎo)體腐蝕甚至斷點(diǎn)時(shí)，接地電阻仍可能正常，若待發(fā)現(xiàn)地網(wǎng)接地電阻不合格或引起事故后，再大面積開挖查找接地網(wǎng)斷點(diǎn)和腐蝕段，則是盲目性大、工作量大的方法，還影響電力系統(tǒng)運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的接地網(wǎng)故障檢查時(shí)的復(fù)雜性、不確定性、降阻劑的腐蝕及污染問題，提供一種能夠?yàn)榻拥鼐W(wǎng)的安全運(yùn)行提供保障、故障定位準(zhǔn)確可靠、現(xiàn)場(chǎng)工作量較小、診斷速度快、診斷效率高、現(xiàn)場(chǎng)工作量較小、故障診斷的操作簡(jiǎn)單、易于推廣的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接地網(wǎng)故障診斷方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接地網(wǎng)故障診斷方法，步驟包括:
1)在不考慮電容的情況下把立體網(wǎng)狀的待診斷接地網(wǎng)模擬為包含η個(gè)節(jié)點(diǎn)和b條支路的平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，從η個(gè)節(jié)點(diǎn)中選擇一對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)作為激勵(lì)節(jié)點(diǎn)，從η個(gè)節(jié)點(diǎn)中選擇多對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)，共得到m個(gè)可及測(cè)試點(diǎn)；
2)基于所述平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)建立接地網(wǎng)模擬電路，針對(duì)所述接地網(wǎng)模擬電路的激勵(lì)節(jié)點(diǎn)施加直流電源激勵(lì)，然后依次從m個(gè)可及測(cè)試點(diǎn)中選擇斷開一對(duì)相鄰可及測(cè)試點(diǎn)，測(cè)量各可及測(cè)試點(diǎn)的電壓，根據(jù)各可及測(cè)試點(diǎn)的電壓生成輸入向量Xlx1, x2,…，xm}，元素\表示第i個(gè)可及測(cè)試點(diǎn)的電壓，記錄對(duì)應(yīng)的輸出向量O11, O2，…OJ，如果第j條支路斷開，則輸出向量O中元素的值為1、其余元素為O，所述輸入向量X和輸出向量O構(gòu)成一組測(cè)試數(shù)據(jù)，最終得到多組測(cè)試數(shù)據(jù)；
3)初始化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層的節(jié)點(diǎn)數(shù)為可及測(cè)試點(diǎn)數(shù)量m、輸出層的節(jié)點(diǎn)數(shù)為平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的支路數(shù)量b，將所述多組測(cè)試數(shù)據(jù)訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；
4)針對(duì)待診斷接地網(wǎng)激勵(lì)節(jié)點(diǎn)施加直流電源激勵(lì)，檢測(cè)待診斷接地網(wǎng)中m個(gè)可及測(cè)試點(diǎn)的電壓并生成輸入向量Xlx1, x2,…，xj，將輸入向量X輸入訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，判定輸出向量OlO1, O2，…0b}中值為I的元素所對(duì)應(yīng)的支路為故障支路。
[0005]優(yōu)選地，所述步驟2)中基于平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)建立的接地網(wǎng)模擬電路為b條支路組成的平面網(wǎng)格狀的純電阻模擬電路，且b條支路中的每一條水平支路上串聯(lián)有一個(gè)電阻，每一組相鄰支路之間的連接點(diǎn)對(duì)應(yīng)所述平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
[0006]優(yōu)選地，所述步驟2)和步驟3)中激勵(lì)節(jié)點(diǎn)施加直流電源激勵(lì)的電流大小為10A。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟3)中的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
[0008]本發(fā)明基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接地網(wǎng)故障診斷方法具有下述優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明通過在不考慮電容的情況下把立體網(wǎng)狀的待診斷接地網(wǎng)模擬為包含η個(gè)節(jié)點(diǎn)和b條支路的平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，然后基于平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)建立接地網(wǎng)模擬電路，進(jìn)行故障模擬得到多組測(cè)試數(shù)據(jù)并訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為專家系統(tǒng)，然后檢測(cè)待診斷接地網(wǎng)中m個(gè)可及測(cè)試點(diǎn)的電壓并生成輸入向量，將輸入向量X輸入訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，判定輸出向量中值為I的元素所對(duì)應(yīng)的支路為故障支路，因此能夠利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)功能，直接利用待診斷接地網(wǎng)中m個(gè)可及測(cè)試點(diǎn)的電壓來快速診斷出故障支路，不需要開挖查找接地網(wǎng)斷點(diǎn)和腐蝕段，能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)的接地網(wǎng)故障檢查時(shí)的復(fù)雜性、不確定性、降阻劑的腐蝕及污染問題，能夠?yàn)榻拥鼐W(wǎng)的安全運(yùn)行提供保障，具有故障定位準(zhǔn)確可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0009]2、本發(fā)明的針對(duì)待診斷接地網(wǎng)激勵(lì)節(jié)點(diǎn)施加直流電源激勵(lì)，檢測(cè)待診斷接地網(wǎng)中m個(gè)可及測(cè)試點(diǎn)的電壓后，將輸入向量X輸入訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，即可快速得到故障支路的診斷結(jié)果，具有診斷速度快、診斷效率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]3、本發(fā)明的大多數(shù)步驟均為不需要在現(xiàn)場(chǎng)完成的步驟，只有針對(duì)待診斷接地網(wǎng)激勵(lì)節(jié)點(diǎn)施加直流電源激勵(lì)，檢測(cè)待診斷接地網(wǎng)中m個(gè)可及測(cè)試點(diǎn)的電壓才需要在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量電壓數(shù)據(jù)，因此整個(gè)故障診斷的現(xiàn)場(chǎng)工作量較小。
[0011]4、本發(fā)明基于平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)建立接地網(wǎng)模擬電路，針對(duì)接地網(wǎng)模擬電路的激勵(lì)節(jié)點(diǎn)施加直流電源激勵(lì)，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)診斷時(shí)，針對(duì)待診斷接地網(wǎng)激勵(lì)節(jié)點(diǎn)施加直流電源激勵(lì)，由于采用直流電源激勵(lì)，因此接地網(wǎng)模擬電路時(shí)不需要考慮接地網(wǎng)的電抗特性，因此能夠極大地簡(jiǎn)化接地網(wǎng)模擬電路的結(jié)構(gòu)，極大地簡(jiǎn)化了故障診斷的操作、易于推廣。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的基本方法流程示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中獲得的平面網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中建立的接地網(wǎng)模擬電路的電路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下文以電力系統(tǒng)中有25個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)、40條支路的某待診斷接地網(wǎng)為例，對(duì)本發(fā)明基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接地網(wǎng)故障診斷方法進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0016]如圖1所示，本實(shí)施例基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接地網(wǎng)故障診斷方法的步驟包括:
I)在不考慮電容的情況下把立體網(wǎng)狀的待診斷接地網(wǎng)模擬為包含η (η=25)個(gè)節(jié)點(diǎn)#1