1. 目的及意义

1.1 研究背景

近年来，随着电力系统在国民经济中的地位越来越突出，对电力系统的安全性、可靠性提出了更高的要求。目前电网的规模越来越大，结构越来越复杂，区域之间的联系也越来越紧密，做好电力系统故障的诊断研究具有十分重要的意义。电力系统故障诊断是通过分析各级各类保护装置中产生的相关信息，基于一定的理论基础和运行人员的经验来对故障发生的区段、故障元器件、故障性质作出快速、准确的处理。虽然SCAD/EMS系统在电力系统故障的获取方面起到了一定的作用，但是电网故障时大量的信息远远超出了运行人员的能力，所以迫切的需要一套更加完整的电力系统故障诊断系统，实现对电网故障的自动快速诊断。目前，我国大型发电机组普遍采用DCS系统，但大多采用定值报警。在发电机组正常运行时也会存不少报警信息，当机组运行出现异常时更是形成大量报警，往往出现无效报警淹饰有效报警的现象，启停过程中尤为突出。

核能资源是应对世界能源紧缺形势的一个行之有效的方法。在能源危机越来越严重的前提下，核电便成为了未来能源发展的方向。在未来，中国从沿海的广东省、浙江省、福建省到内地的湖北省、湖南省、江西省，数十座核电站将会拔地而起。因此，核电站的检修任务也是极其重要的。虽然核电站有着消耗燃料少、发电成本低、运行可靠以及有利于环境保护等这些优点，但伴随着核电技术的发展与利用，在其检修过程中却存在核电辐射污染、接修设备数量庞大、检修设备种类繁多等不好处理却又客观存在的缺点。另外，核燃料还具有体积小、能量大、运输与储存方便、环境污染少等优点，同时它也是到目前为止唯一达到工业应用标准、而且能够大规模代替化石燃料的能源。

但是核电站反应器内部存在大量的放射性物质，核电站中有很多操作过程会使人体暴露在核福射环境中，而严重的核辐射是致命的在核科学的范畴中，燃料循环的每个阶段都存在辐射。在核设备的维护工作中，工作人员在每个季度允许接受的放射性剂量都有着严格的要求，它经常限制工作人员在核电站某个区域或在某个部件上的工作时间。但每个方面的具体要求随电站的型式、容量和设备而有很大不同。对核电站，要求最为严格。核电站系统复杂，故障类型多，机理各不相同，具有典型的分布式特点。故障诊断系统必须适应核电站故障的特点，才能在发生故障时实现迅速、准确的诊断，为运行管理人员及时提供可靠的故障信息。

1.2 核电站故障诊断国内外研究现状

自20世纪80年代以来，分析冗余技术已成为故障诊断研究的主流，一般可分为基于模型、基于信号、基于知识、混合和主动故障诊断

1.2.1国外研究现状

目前，国内外的研究主要集中在神经网络、专家系统、模糊理论等单一诊断方法的应用和单一故障的诊断等方面，而在综合运用各种方法、诊断多重故障方面研究甚少

基于模型的故障诊断是在1971年由美国麻省理工学院的Beard提出的，以解析冗余取代硬件冗余，利用系统的自组织使系统闭环稳定。在基于模型的方法中，需要通过物理原理或系统识别技术来获得工业过程或实际系统的数学模型，从而建立基于模型的故障诊断算法，以监测实际系统的输出与模型预测输出的一致性。基于模型的方法又可以分为参数估计方法、状态估计方法和等价空间方法。