[发明专利]船用发电机开关和汇流排开关的合闸控制逻辑计算方法

说明书

一种船用发电机开关和汇流排开关的合闸控制逻辑计算方法，属于船用配电技术领域。包括如下步骤：将船舶发电机配电系统单线图化简为数学拓扑图，将拓扑图中的发电机开关G₁～G_n+1、汇流排开关K₁～K_n构建为BOOL型，再定义n个BYTE型节点B₁～B_n用于表示该节点上并联的发电机总数；列出节点B₁～B_n上挂的发电机总数的逻辑表达式，利用节点B₁～B_n中任意一个的值必须小于3这样的逻辑运算来进行逻辑推理；S3)对是否允许合闸进行数学判断。极大地化解了计算的难度，提高了计算的速度，也简化了PLC等计算控制器的复杂的if‑else逻辑分支推理，使得在大型电力系统中逻辑运算简单可行，大大降低了程序设计的潜在bug发生率。

技术领域

本发明属于船用配电技术领域，涉及了一种船用发电机开关和汇流排开关的合闸控制逻辑计算方法。

背景技术

随着船舶使用规模的不断扩大，为了使船舶电气系统更加稳定，在船舶电气系统中通常设有多台发电机，同时多台发电机之间可以相互并联或单独运行，以保证电气系统的各项工作性能和冗余。然而，电力系统运行时，有时不希望出现环网、或很多台发电机同时运行的情况，这时就需要系统的控制器作出正确的逻辑判断，以避免一些并联运行的意外情况发生。

传统的处理方案有以下典型案例。如图1所示，系统由六台发电机、若干发电机开关及母联开关组成，图上，GEN1-GEN6为六台发电机，G1-G6为发电机开关，K1-K5为母联开关。在该系统中，有如下约束条件：①母排上可以由多台发电机并联运行，但不允许有环网情况出现，即K1-K5不能同时闭合；②母排上同一电气节点挂的发电机总数不能超过三台，即，若母联开关K1、K2、K3闭合，则发电机开关G1-G4中最多只能闭合三个，用于保证该条并联母排上挂的总发电机数不超过三台。

对于以上的逻辑约束，在需要闭合某个开关，如母联开关K1-K5或发电机开关G1-G6中的任意一个时，需要先判断当前的状态，然后作出条件假设，决定是否可以合闸。一般的电气系统中由控制用的PLC来推算这些逻辑，正常的逻辑推理用if-else来判断，也即是先判断当前处于什么情况，然后再判断此时是否允许某个开关合闸。然而，这样做会存在问题：if的条件分支判断会非常多，具体数量在本例中是母联开关K1-K5和发电机开关G1-G6这11只开关的二进制分支数，该分支数达到了2的11次方，共2048种。面对2048种分支，要写if-else这样的逻辑语句，是十分费力的，而且随着发电机开关、母联开关数量的持续上升，这种if-else的分支判断将会越来越难。

在数学或编程应用中，大多数情况下都是进行反向推理，如上所述，按照if-else的情况，需要先判断当前情况，然后反推是否允许某开关合闸，这和计算机在数学上的素数推理逻辑是一样的，计算机推理某数是否是素数也是按照因式分解来判断其是否有非1因子，这些都属于反向推理。但是，当电力系统复杂、庞大时，原有的分支判断会有几千甚至几万、几十万种逻辑，使得逻辑运算不可行或极易出错，而且反向推理会使程序语句非常长，增加人为出错的概率。要解决上述问题，办法就是利用正向推理，也就是通过数学公式一次性算出问题的答案，无需用if-else来反推。

鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，利用正向数学计算的方式，快速一次性地算出当前状态下开关是否允许合闸，由此来避开原来有几千个if-else分支的判断，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船用发电机开关和汇流排开关的合闸控制逻辑计算方法，利用正向推算逻辑来提高推理的速度，简化程序设计，降低程序设计潜在的bug发生率。

本发明的目的是这样来达到的，一种船用发电机开关和汇流排开关的合闸控制逻辑计算方法，其特征在于包括如下步骤：