[发明专利]一种基于模糊产生式规则知识库的光伏电站故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于模糊产生式规则知识库的光伏电站故障诊断方法，属于电力工程信息化技术领域。

背景技术

随着全球生态环境问题的日益突出，大力发展可再生能源成为重要能源产业政策，光伏发电具有污染少、能效利用合理、系统经济性好等特点，成为国家在农村和城市大力推广的能源发电形式。随着光伏电站的大规模建设，出现了设备运行信息难以实时掌握，故障频发且定位困难等问题，故障诊断专家系统的提出较早，但目前还存在系统结构不健全，可靠性较低，逻辑结构较粗浅简单，自我更新能力不足等问题，不能满足现场智能诊断的要求，因此，提出一种有效的故障检修智能决策方法对光伏电站的安全、经济运行起着十分重要的作用。

产生式规则表达式具有知识表达直观清晰且多元化、规则与推理的相对独立性、格式固定、易于编程实现等优点，在故障诊断专家系统中的应用越来越多，但其按顺序搜索，在复杂问题求解过程中会出现组合爆炸。

专家系统在电力系统中主要运用的逻辑推理方式为穷举法，穷举法推理精确度，能有效排除误遥信的影响，由于电站设备型号多样，告警信号可能不一致，所以穷举法适应性较差，且数据检索效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于模糊产生式规则知识库的光伏电站故障诊断方法，以解决现有故障诊断中更新能力不足以及不能满足现场智能诊断的要求。

本发明为解决上述技术问题而提供一种基于模糊产生式规则知识库的光伏电站故障诊断方法，该故障诊断方法包括以下步骤：

1)采用基于模糊逻辑的产生规则法将光伏电站设备告警、故障信息的领域知识以事实与规则的形式存储，从而构建光伏电站设备故障信息知识库；

2)采用模糊推理机制对光伏电站设备故障信息知识库进行定性分析，根据故障诊断经验，确定故障现象与原因之间的判定规则，形成决策规则库；

3)实时检测光伏电站运行过程，将检测到的故障特征向量与规则库中各条规则前件进行模糊匹配；

4)在故障告警时，根据故障现象与判定规则的匹配关系，确定故障诊断原因、结果、定位和检修决策方案。

其特征在于，所述光伏电站设备告警、故障信息的领域知识的原始数据包括专家理论数据、已建光伏电站的历史经验数据和光伏电站设备运行实时监测数据。

所述步骤1)在光伏电站设备故障信息知识库构建过程中首先要对原始数据进行一致性检查，以降低知识的冗余度，提高知识可重用性。

所述故障现象与原因之间是多对多映射关系，通过引入置信度，使系统在置信度不同的规则前件没有全部满足的情况下，分析故障规则前件置信度来作出诊断。

所述置信度的产生式规则表达式的规则形式是：

其中，C₀表示规则的置信值，C₁、C₂、…、C_n表示规则前件的置信值，F₁、F₂、…、F_n表示规则前件，即前提条件，D为规则后件，即结论。

所述在知识库中采用模糊推理机制时，根据故障现象的不同置信度最大程度确定故障本身与故障现象的关系。

本发明的有益效果是:本发明以专家理论数据、已建光伏电站的历史经验数据和光伏电站设备运行实时监测数据为数据基础，运用有效的知识表示方式和推理机制研究并构建光伏电站领域知识库模型，根据告警信息分析得出告警原因，快速搜索并定位至最终故障或最有可能的故障，同时查询自动构建的知识库系统，自动分析给出检修决策，提供给检修人员，使检修人员能够缩短查询故障时间，实现快速修复故障设备，减少电站停机时间或避免电站停机。

本发明将模式固定的产生式规则融入模糊逻辑判定模块中，同时，实现推理与规则相互独立，有利于知识的更新与自我丰富。利用模糊逻辑定性分析光伏电站设备故障信息知识库，通过总结故障诊断经验，形成故障现象与原因之间的判定规则，形成决策规则库，利用规则库构建模糊推理机，对光伏电站运行过程中实时获得的故障特征向量与规则库中各条规则前件进行模糊匹配，在发生故障告警时，利用故障现象与判定规则的匹配关系，分析得出故障诊断原因、结果、定位与检修决策方案。

附图说明

图1是本发明所采用的运维知识库体系结构示意图；

图2是本发明运维知识库住址结构示意图；

图3是光伏电站故障检修智能决策流程图图；

图4是光伏电站运维类型粗分解图；

图5是光伏电站故障诊断系统体系架构图；