[发明专利]OPLC故障分类与诊断方法

说明书

技术领域

本发明属于电力技术领域。

背景技术

光纤复合低压电缆(Optical Fiber Composite Low-Voltage Cable,OPLC)电缆将光 单元与电力电缆有机的结合在一起，集光缆和电力线于一体，避免二次布线，降低工程费用， 不仅解决了生活用电的电力问题，而且在宽带接入等光纤通信方面作用巨大。随着工业生产 自动化水平不断提高，设备结构越来越复杂，系统发生故障的可能性相应增加，因此对故障 的诊断显得尤为重要。OPLC故障类型的诊断，对于保证系统安全可靠运行、保障人身安全、 提高经济效益和社会效益都具有十分重要的意义。

Petri网作为一种系统建模工具，基于自然规律刻画变迁及变迁之间的联系，具有良 好的模型描述、数学分析及并行推理能力。目前，国内外在故障诊断领域已经取得了许多有 价值的理论研究成果，提出了基于专家系统、人工神经网络、解析模型、Petri网、模糊集理 论和信息融合技术等的电网故障诊断方法。其中，基于Petri网的故障诊断方法因推理过程简 单且能图形化地描述电网的拓扑结构和动态特性而受到越来越多的关注。针对OPLC故障诊 断，利用DAFPN能动态适应专家系统中模糊知识更新的特性，构建OPLC故障诊断的通用 Petri网模型并进行故障诊断。

发明内容

本发明的目的是利用DAFPN能动态适应专家系统中模糊知识更新的特性，构建 OPLC故障诊断的通用Petri网模型，再根据DAFPN推理步骤对OPLC故障进行诊断的方法。

本发明的步骤是：

步骤1：根据电缆发生短路故障时，电流增大，温度升高会对光缆产生影响，建立OPLC故 障与特征对应结构表，通过故障检测试验列出阻性故障诊断模块、短路故障诊断模块和OPLC 中光纤故障诊断模块；

步骤2：构建故障诊断模块的Petri网模型；

步骤3：用动态自适应模糊Petri网对OPLC故障进行诊断；

步骤4：对Petri网模型中的参数进行学习，用学习后的参数对OPLC故障进行推理诊断，增 强DAFPN的泛化能力和自适应能力。

本发明动态自适应模糊Petri网对OPLC进行故障诊断，包括以下步骤：

定义DAFPN为十二元组，DAFPN＝(P；T；I；O；D；α；β；W；U；TH_I；TH_O；M)

式中P＝{p₁,p₂,…p_m}是库所节点的有限非空集合；

T＝{t₁,t₂,…t_n}是变迁节点的有限非空集合；

I：P×T→{0,1}是一个m×n的输入关联矩阵，当存在p_i到t_j的有向弧时，I_ij＝1，当不存在p_i到t_j的有向弧时，I_ij＝0，其中i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,n；

O：T×P→{0,1}是一个m×n的输出关联矩阵，当存在t_j到p_i的有向弧时，O_ij＝1，当不存在t_j到p_i的有向弧时，O_ij＝0，其中i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,n；

D＝{d₁,d₂,…d_m}是命题的有限集合；

α：P→{0,1}是一个关联函数，是从库所到一个0～1之间的实数值的映射，为库所对应命题的 可信度；

β：P→D是一个关联函数，是从库所到命题之间的一一映射；

W：P×T→{0,1}是一个输入函数，可表示为m×n的权值矩阵，反映了输入库所对相应变迁的 影响程度；

U：T×P→{0,1}是一个输出矩阵，可表示为m×n的确信度矩阵，反映了变迁对相应输出库所 的支持程度；

TH_I：P×T→{0,1}是0～1之间的实数值到变迁的每一条输入弧的映射；

TH_O：T×P→{0,1}是0～1之间的实数值到变迁的每一条输出弧的映射；

M是DAFPN的标识向量；

定义矩阵运算符号：

对于