[发明专利]一种中压船舶电力系统单相接地故障报警器设计方法

摘要

本发明公开了一种中压船舶电力系统单相接地故障报警器设计方法，属于船舶安全运行维护领域。本发明先将每一时刻的含有不确定性的两个报警置信度利用报警置信度静态融合规则进行静态融合，得到每一时刻的静态报警置信度，再利用报警置信度动态融合规则将当前时刻的静态报警置信度与其以往时刻的动态报警置信度进行动态融合，得到当前时刻的动态报警置信度，并在相关判定准则下判定是否发出警报，这种静态融合与动态融合相结合的置信度融合过程可以有效降低报警器的误报率和漏报率。

主权项

1.一种中压船舶电力系统单相接地故障报警器设计方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：(1)对于中压船舶电力系统，其中压部分的拓扑多为母排分段结构，每段母排上至少由一台发电机供电，当系统中发生单相接地故障时，在故障点和地之间形成3.3KV～10.8KV不等的零序电压U，通过线缆和设备的对地电容以及发电机中性点电阻对地产生零序电流I及其相位D，由零序电流传感器采集得到零序电流信号，经傅里叶分解得到其峰值，记为x1，由零序电流传感器采集得到零序电流相位，记为x2，零序电流峰值x1由0开始增大，零序电流相位x2从180°开始向‑90°方向偏离，同时中压电力系统由正常工作状态变为故障状态，传感器每隔1秒采集一次零序电流信号和零序电流相位；(2)设定单相接地故障报警器的辨识框架为Q＝{NA,A}，其中NA＝0表示电力系统处于正常运行状态，A＝1表示电力系统处于单相接地故障状态；(3)由步骤(1)知x1和x2分别是单相接地故障报警器需要监测的零序电流峰值和零序电流相位的报警变量，令x1(k)和x2(k)，k＝1,2,3,…,K，分别是传感器对监测零序电流峰值的采样值和零序电流相位的采样值的在线测量序列，k为采样时刻，采样数量K要大于3600，构造零序电流峰值的报警变量x1关于正常运行状态和单相接地故障状态的正态分布X1,NA～N(μ1,σ12)和X1,A～N(μ2,σ22)，对应的概率密度函数为f1,NA(x)和f1,A(x)，构造零序电流相位的报警变量x2关于正常运行状态和单相接地故障状态的正态分布X2,NA～N(μ3,σ32)和X2,A～N(μ4,σ42)，对应的概率密度函数为f2,NA(x)和f2,A(x)，其中0A≤μ1<μ2<3A,σ1>0,σ2>0,180°≤μ3<360°,‑90°<μ4<0°,σ3>0,σ4>0；(4)设定单相接地故障报警器的两个输入故障特征为x1(k)和x2(k)，其参考区间的端点集合为T＝{Tn’|n’＝1,2…,N}和Q＝{Qm’|m’＝1,2…,M}，它们分别构成零序电流峰值的采样值x1(k)的N‑1个参考区间{[T1,T2],[T2,T3],…,[TN‑2,TN‑1],[TN‑1,TN]}和零序电流相位的采样值x2(k)的M‑1个参考区间{[Q1,Q2],[Q2,Q3],…,[QM‑2,QM‑1],[QM‑1,QM]}，且有(μ1‑3*σ1)并有则可定义对应于参考点T_n的报警置信度为同理，对于样本[x2(k),y(k)]的概率分布表，定义对应于参考点Qm的报警置信度为其中对于新进的测量值x1(t)和x2(t),t＝1,2,3,…，其必然落入参考点Tn或Qm上，此时该参考点所对应的报警置信度被激活，它们分别由式(2)和式(3)给出；(7)根据步骤(6)分别获得t时刻关于过程变量x₁和x₂的报警置信度和之后，利用报警置信度静态融合规则把每一时刻的报警置信度和进行静态融合，得到t时刻的静态报警置信度B_t，具体计算过程如下：Bt＝Ro,b(2)，o＝{We|e＝1,2}    (5)其中，在设定wi＝ri，i＝1,2情况下，有(8)根据步骤(7)获得t时刻的静态报警置信度Bt之后，利用报警置信度动态融合规则将当前t时刻静态报警置信度与其以往时刻的动态报警置信度进行融合，得出当前t时刻的动态报警置信度，记为Et＝[Et(NA),Et(A)]，具体步骤如下：(8‑1)当t＝1时，有E1＝B1＝[E1(NA),E1(A)]，亦即动态报警置信度即为该时刻获得的静态报警置信度；(8‑2)设定报警置信度权重wi＝1，i＝1,2，当前时刻的静态报警置信度的可靠性rt通过如下公式计算：其中，r0＝0.5是可靠性初值，τ是奖惩系数，通过下面公式计算：设定eNA＝(1,0,0)，eA＝(0,1,0)，B′t＝[Bt(NA),Bt(A),0]，E′t＝[Et(NA),Et(A),0]，φ是可靠性增强因数，通过下面公式计算：是前l个时刻动态报警置信度的可靠性的平均值(8‑2‑1)当t＝2时，利用式(5)、(6)、(7)获得t＝1和t＝2时刻的静态报警置信度B₁和B₂，R₁＝1，取R₂＝r_t，利用报警置信度动态融合规则对它们进行融合，得到融合结果为即把t＝1时刻和t＝2时刻的静态报警置信度融合得到t＝2时刻的动态报警置信度；(8‑2‑2)当t>2且t≤l时，取t‑1时刻的动态报警置信度的可靠性利用式(8)～(13)计算得到当前t时刻静态报警置信度的可靠性r_t，有R₂＝r_t，利用式(15)和式(16)对t‑1时刻的动态报警置信度E_t‑1和当前t时刻的静态报警置信度B_t进行融合得到当前t时刻的动态报警置信度E_t；(8‑2‑3)当t>l时，利用式(14)计算得到t‑1时刻的动态报警置信度的可靠性利用式(8)～(14)计算得到当前t时刻静态报警置信度的可靠性r_t，有R₂＝r_t，利用式(15)和式(16)对t‑1时刻的动态报警置信度E_t‑1和当前t时刻的静态报警置信度B_t进行融合得到当前t时刻的动态报警置信度E_t；(9)根据步骤(8)得到t时刻的动态报警置信度Et＝(Et(NA),Et(A))，给出报警准则：若Et(NA)≥Et(A)，则输出y(t)＝0，不报警，即表明中压电力系统处于正常运行状态，若Et(NA)

下载完整专利技术内容需要扣除积分，VIP会员可以免费下载。 免登录下载普通用户下载升级VIP会员，免费下载

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于杭州电子科技大学，未经杭州电子科技大学许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】

本文链接：http://www.vipzhuanli.com/patent/201811365359.3/，转载请声明来源钻瓜专利网。