1.一种基于多源信息融合的输电网故障诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:获取输电网的故障诊断信息,并确定疑似故障线路;
S2:对故障诊断信息进行特征提取,得到故障特征信息的故障度;
S3:将故障诊断信息的故障度进行融合,得到疑似故障线路的综合故障度;
S4:根据疑似故障线路的综合故障度,确定疑似故障线路的故障状态;
所述步骤S2中故障特征信息的故障度包括脉冲故障度、幅值故障度和气象故障度,其获取方法包括以下子步骤:S21:利用各个疑似故障线路的brSNPS诊断模型执行矩阵推理算法,获取疑似故障线路的脉冲故障度;
S22:对疑似故障线路电气量信号中的电压遥测量进行幅值计算,获取疑似故障线路的幅值故障度;
S23:对输电线路外部的气象数据进行特征提取,获取疑似故障线路的气象故障度;
所述步骤S21中,brSNPS诊断模型Π的表达式为:Π=(O,σ1,...,σm,syn,in,out)其中,O={a}表示神经脉冲集合,a表示神经脉冲;σi表示第i个命题神经元,σi=(θi,ri),1≤i≤d;σj表示第j个规则神经元,σj=(θj,rj),1≤j≤k,且d+k=m;θi和θj的取值均为
0或1的自然数,θi表示命题神经元内部脉冲值,θj表示规则神经元内部脉冲值;ri表示命题θ θ神经元的点火规则,其形式为E/a→a ,表示当且仅当命题神经元接收到至少一个脉冲时执θ行点火规则,当点火规则被执行,命题神经元消耗一个脉冲值为θ的脉冲a ,同时产生一个θ具有相同脉冲值为θ的新脉冲a ,并将其向突触后神经元传递,若命题神经元无突触后神经元,则其仅积累脉冲值;rj表示规则神经元的点火规则,其形式表示当且仅当规则神经元接收到至少s个脉冲时执行点火规则,当点火规则被执行,规则神β经元消耗s个脉冲,同时产生一个脉冲值为β的新脉冲a ,并将其向突触后神经元传递;
表示神经元之间的有向突触连接关系,对所有(i,j)∈syn,1≤i,j≤m有i≠j; 分别表示输入和输出神经元,θ和β的取值均为0或1的自然数;
所述步骤S21中,执行矩阵推理算法包括以下子步骤:
A1:分别设定执行推理算法的停止条件和推理步数g=0,其停止条件包括第一停止条件01=(0,...,0)d和第二停止条件02=(0,...,0)k;
A2:当θp.g≠01或θr.g≠02时,若命题神经元σi满足点火条件,则进入步骤A3;若规则神经T元σj满足点火条件,则进入步骤A4;其中,θp=(θ1,…,θd) 表示命题神经元的二进制脉冲值T向量,θi(1≤i≤d)表示第i个命题神经元的脉冲值;θr=(θ1,…,θk)表示规则神经元的二进制脉冲值向量,θj(1≤j≤k)表示第j个规则神经元的脉冲值;
A3:更新规则神经元的脉冲值向量θr.g+1,其更新公式为:其中,C1=(cij)d×k,C2=(cij)d×k,C3=(cij)d×k;C1表示命题神经元到常规规则神经元的定向突触连接,C2表示命题神经元到与规则神经元的定向突触连接,C3表示命题神经元到或规则神经元的定向突触连接;若存在直接定向突触连接,则cij=1,其表示命题神经元与对应的规则神经元相连接,否则cij=0;
A4:更新命题神经元的脉冲值向量θp.g+1,其更新公式为:其中,H=(hji)k×d为突触矩阵,表示规则神经元到命题神经元的定向突触连接;若存在直接定向突触连接,则hji=1,其表示规则神经元与命题神经元相连接,否则hji=0;
所述步骤S22包括以下子步骤:
S221:对输电线路故障时的电气量信号进行经验模态分解,获取电气量信号的固有模态函数分量;
S222:对电气量信号的固有模态函数分量进行希尔伯特变换,获取固有模态函数分量的瞬时幅值,并计算疑似故障线路故障前后的固有模态函数分量的总幅值,其计算公式分别为:其中, 表示线路l故障前电气量信号的固有模态函数分量的总幅值, 表示线路l故障后电气量信号的固有模态函数分量的总幅值,PJ表示线路故障发生时前三个周期波形的开始采样点,Pf表示故障发生时的采样点,Pg表示故障发生后三个周期波形的最后采样点,Alρ表示线路l的第ρ(1≤ρ≤n)阶固有模态函数分量的幅值,n表示固有模态函数分量的阶数,Nf表示线路故障发生前三个周波内的采样点个数,Ng表示线路故障发生后三个周波内的采样点个数,P表示采样点;
S223:根据疑似故障线路故障前后的固有模态函数分量的总幅值,计算其相对变化幅值ηl,并根据相对变化幅值ηl计算疑似故障线路的幅值故障度Al,其计算公式分别为:所述步骤S23中,疑似故障线路的气象故障度Rl的计算公式为:其中,Ri表示第i种气象因素的故障率,h表示气象因素的个数。
2.根据权利要求1所述的基于多源信息融合的输电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述故障诊断信息的信源包括输电线路故障时的开关量信号、电气量信号和输电线路外部的气象数据,其分别从SCADA系统、故障录波系统和气象站中获得;并采用结线分析法判定故障区域,确定疑似故障线路。
3.根据权利要求1所述的基于多源信息融合的输电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S3包括以下子步骤:S31:构建故障诊断信息中各信源的信源权重向量W;
S32:根据各信源的信源权重向量W,计算疑似故障线路的综合故障度Gl。
4.根据权利要求3所述的基于多源信息融合的输电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S31包括以下子步骤:S331:构建输电线路故障时的开关量信号、电气量信号和输电线路外部的气象数据之间的关系矩阵V,其计算公式为:V=[vij]u×u,1≤i,j≤u
其中,vij表示i信源相对于j信源的重要性,u表示信源的种类;
S332:根据关系矩阵V,计算故障诊断信息中各信源的权重值W,其计算公式为:所述步骤S32中,疑似故障线路l的综合故障度Gl的计算公式为:其中,Qi表示第i种信源的故障度。
5.根据权利要求1所述的基于多源信息融合的输电网故障诊断方法,其特征在于,所述步骤S4中,确定疑似故障线路的故障状态的具体方法为:若综合故障度大于等于0.5,则判定疑似故障线路为故障线路,否则疑似故障线路没有故障。