[发明专利]一种船舶电力系统故障检测方法、终端设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种船舶电力系统故障检测方法、终端设备及存储介质，该方法中包括：S1：采集船舶电力系统故障时各断路器的开关量信息；S2：构建下列目标函数，将船舶电力系统中各元件的故障状态检测问题转换为目标函数最大化的问题；S3：根据船舶电力系统中主保护、第一后备保护和第二后备保护的动作原理，构建由各元件的故障状态S确定Dmsubgt;i/subgt;*(S)、Dpsubgt;i/subgt;*(S)和Dqsubgt;i/subgt;*(S)的计算公式；S4：通过改进量子遗传算法对各元件的故障状态S进行更新，并计算各故障状态S对应的目标函数的最大值，将最大值对应的故障状态S作为船舶电力系统中各元件的故障状态，进而判断故障元件。本发明实现了在设备发生故障时，断路器跳闸使系统能够快速隔离故障区域并定位故障，提高船舶航行的安全系数。

技术领域

本发明涉及船舶电力系统领域，尤其涉及一种船舶电力系统故障检测方法、终端设备及存储介质。

背景技术

船舶电力系统为自发电、自管理、自分配、自消耗的独立电力系统，是船舶系统的重要组成部分。随着船舶业的快速发展与船舶规模不断增加，船舶电力系统的构成也愈加趋于复杂。与岸电不同，船舶电力系统的工作环境比较特殊，所以船舶电力系统具有基点容量和规模偏小、电网线路阻抗小电流大、采用三相三线制接线方式、负载转化频率大以及运行环境复杂恶劣的特点，而这些特点也决定了船舶电力系统在运行中，存在各部分电路元件故障发生不稳定频繁、确定难度系数大的问题。因此一旦发生线路或设备故障后果极其严重，如果不能及时查处故障点，极易引起二次灾害，导致严重的财产损失与人员伤亡。并且由于船舶结构复杂，电气设备分布分散，各种新型船舶的线路及设备的故障现象不断挑战着船舶操作人员日益“老化”的知识体系，如若船舶工作人员的诊断知识不能及时更新，当故障并行发生时，很难快速发现故障所在并清除故障。

随着船舶电网复杂程度的增加、电气设备逐渐实现大功率化，人们对于电力系统的供电稳定性提出了更高的要求，对船舶电力系统故障定位方法也在不断探索。现有技术中对于电力系统的故障诊断方法主要通过利用有关保护装置和断路器等的信息，人工智能技术的发展为解决电力系统故障问题提供了思路，例如采用专家系统、人工神经网络、遗传算法、不确定性推理、粗糙集理论、免疫算法、Petri网络、基于优化技术等方法识别故障元件及区域、类型和误动作的装置，这些技术都各有优缺点，为了达到快速精准定位的目的，还有需要进一步解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种船舶电力系统故障检测方法、终端设备及存储介质。

具体方案如下：

一种船舶电力系统故障检测方法，包括以下步骤：

S1：采集船舶电力系统故障时各断路器的开关量信息；

S2：构建下列目标函数，将船舶电力系统中各元件的故障状态检测问题转换为目标函数最大化的问题：

其中，S表示船舶电力系统中各元件的故障状态；E(S)表示当各元件的故障状态为S时，船舶电力系统中断路器的实际状态与期望状态的误差值；W表示误差极大值；f₁表示主保护贡献因子；f₂和f₃分别表示第一后备保护贡献因子和第二后备保护贡献因子；n_D表示断路器的数目；i表示断路器的序号；Dm_i表示在主保护时段第i个断路器的实际状态；Dp_i和Dq_i分别表示在第一后备保护时段和第二后备保护时段第i个断路器的实际状态；Dm_i*(S)：当各元件的故障状态为S时，在主保护时段第i个断路器的期望状态，Dp_i*(S)、Dq_i*(S)分别表示当各元件的故障状态为S时，第一、第二后备保护时段第i个断路器的期望状态；