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《基于petri網(wǎng)的電力系統(tǒng)故障診斷》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第三章基于Petri網(wǎng)的電力系統(tǒng)故障診斷3.1概述Petri網(wǎng)是1962年德國的CarlAdamPetri博士在他的博士論文中首先提出的一種網(wǎng)狀信息流模型。經(jīng)過叫十多年的發(fā)展，Petri網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展在機械設(shè)備、航空航天、國防軍事等領(lǐng)域的故障診斷方法得到了廣泛的應(yīng)用。由于Petri網(wǎng)對研究和描述離散事件有較大的優(yōu)勢，將Petri網(wǎng)引入到電力系統(tǒng)領(lǐng)域，用于分析并解決電網(wǎng)故障診斷、電網(wǎng)拓撲分析、配電系統(tǒng)重構(gòu)、故障恢復(fù)等方面?；赑etri網(wǎng)的電網(wǎng)故障診斷方法近年來已成為電力系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域的研究熱點。文獻1441以電
2、網(wǎng)中的某一元件為單位，依據(jù)故障元件，保護動作和相應(yīng)斷路器跳閘的過程建立Petri網(wǎng)模型，然后將該模型進行適當(dāng)修改后逆h'd,得到電網(wǎng)故障診斷的Petri網(wǎng)模型。文獻［25］［45］在此基礎(chǔ)上考慮了元件的后備保護，并建立Y相應(yīng)的模型。Petri網(wǎng)可以與其他人工智能方法相結(jié)合來用于故障診斷，文獻［171提出一種Petri網(wǎng)和專家系統(tǒng)結(jié)合的輸電網(wǎng)故障診斷方法。文獻
3、281將編碼原理和PetriM建模方法相結(jié)合用于故障診斷，提出了M絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)變化吋模型的快速修正方法。文獻［46］先把具冇不確定性的繼電保護和斷路器動作
4、信息用概率方法描述出來，然后利用Petd網(wǎng)模型進行故障診斷推理。文獻［27］在文獻［461的基礎(chǔ)引入模糊邏輯推理機制對用概率可信度表示的故障信息進行推理求解。但文獻［27
5、、
6、461中對故障信息不完備性和不確定性的概率可信度處理僅憑人工經(jīng)驗,缺乏解釋性。由以上文獻町知，國內(nèi)外對基于Petri網(wǎng)方法的電網(wǎng)故障診斷的研究已經(jīng)取得了一定的研究成果，但仍存在不足之處，如何建立Petri網(wǎng)通用模型，在網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生變化吋依然適用；充分地考慮到仿真參數(shù)的設(shè)定、推理規(guī)則的設(shè)定、保護和斷路器信息對故障影響程度對診斷的影響；如何
7、充分地運用故障警報信息的時序?qū)傩?。木章將針對上述不足做進一步研究，提出基于時序的加權(quán)模糊Petri網(wǎng)故障通用模型。3.2Petri網(wǎng)理論Petri網(wǎng)是由庫所(Plaee)、變遷(Transition)，以及有向弧(FlowRelation)組成的有向網(wǎng)絡(luò)［26］。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是靜態(tài)的，網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)推理是通過庫所屮令牌(Token)的流動來實現(xiàn)。3.2.1Petri網(wǎng)定義定義3-12=(/)，7^，^1^，似())構(gòu)成一個六組元的宥向網(wǎng)的條件是：：(1)P=(7^，/^，...，/^)為庫所節(jié)點的存限集合；(2)r=
8、(zpz2，…人)為變遷節(jié)點的宥限集合；(3)FcPxrurxp,為變遷和庫所之間的宥向??；(4)尺容量函數(shù)、W權(quán)函數(shù)集、初始標(biāo)識。上述定義的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)，而系統(tǒng)的動態(tài)行為則是通過變遷的觸發(fā)和令牌的流動實現(xiàn)的。如果變遷f所有的每一個輸入?yún)囁牧钆茢?shù)均大于或等于W(p，Z),變遷Z觸發(fā)，從它的每個輸入庫所取走W(p，f)個令牌，放入它的輸出庫所W(/,/?)個令牌。對任何一個庫所令牌為A/(/?)二iW(/?)-W(/V)+W(f，/;>)。Petri網(wǎng)是用圖形表示語言來描述庫所與變遷之間的流關(guān)系。
9、在圖形表示語言中，用“O”來表示庫所；用“I”表示變遷；用“參”表示令牌；用“一”表示變遷與庳所之問的有向弧。下圖3-1是Petri網(wǎng)的簡單模型(權(quán)函數(shù)為1時不標(biāo)明)。圖3-1Petri網(wǎng)的簡單模型Petri網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及變遷的激活和執(zhí)行可以用矩陣運算即狀態(tài)方程來描述和分析：M是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識矩陣，t/是點火向量，C是關(guān)聯(lián)矩陣［51］。模糊Petri網(wǎng)(FuzzyPetriNet,FPN)是對基木Petri網(wǎng)的拓展
10、491。定義3-2模糊Petri網(wǎng)的八元組形式：XFPN=(PJD，I，O，ajTh)，其屮：(1)
11、d=w2…，<)依次對應(yīng)庫所集合的命題集合，p=d,pnrnr>=^；(2)/:p^r為輸入矩陣，表示庳所到變遷的映射；為輸出矩陣，表示變遷到庠所的映射；(3)6T表示座所對應(yīng)命題的置信度；(4)夕：反映庫所節(jié)點和命題之間的對應(yīng)關(guān)系，例如似p,.)=x.,g［0,1］,且々(凡)=式，也就是說命題式的置信度為;(5)77rrAd[O，l]表示變遷對應(yīng)的閾值2,.，=(1)其余元素與上文相同。3.2.2加權(quán)模糊Petri網(wǎng)根據(jù)上述組合規(guī)則而建立的模糊Petri網(wǎng)難以完全充分表達故障診斷中出現(xiàn)的問題。為了
12、能更好地描述故障征兆之問的復(fù)雜關(guān)系，降低系統(tǒng)模型的故障漏報率和誤報率，就需要進一步拓寬模糊Petri網(wǎng)描述問題的能力。為此，將權(quán)值、置信度的概念引入到模糊Petri網(wǎng)，用權(quán)值大小描述庫所對變遷影響程度的差異，用置信度描述對理論支持度，也就是加權(quán)模糊Petri網(wǎng)(WeightedFuzzyPetriNet,WFPN)。定義3-3加權(quán)模糊Petri網(wǎng)的九組元形式，PN=(P，T，D，I，O，a，/3，
