[发明专利]牵引供电系统智能故障诊断方法及其系统

权利要求书

1.牵引供电系统智能故障诊断方法，其特征在于：

首先建立被诊断系统的系统描述库，然后实时采集诊断所需的观测值并对数据进行预处理，根据系统元件行为描述库和采集的观测值数据获得系统预测值之后，将所述系统的预测值与所述观测值进行一致性模糊检验以判断差异，若不一致时对系统进行分层一致性诊断以产生故障候选集合，再选择故障行为模型进行溯因诊断以确定故障原因和故障位置，从而预测继电保护动作及断路器动作，通过比较预测动作结果与实际动作的一致性，得出故障原因和结果并报警输出。

2.根据权利要求1所述的牵引供电系统智能故障诊断方法，其特征在于：

该方法具体包括如下步骤：

步骤S1：建立系统描述库；建立被诊断系统的系统描述库，包括系统元件行为描述库、系统结构描述库、继电保护和断路器动作描述库；

步骤S2：数据采集并预处理；实时采集诊断所需的观测值并将数据进行预处理；

步骤S3：获得系统预测值；根据系统结构模型、元件正常行为模型和系统输入值，对系统正常时观测点处的测量值进行预测，以获得系统预测值；

步骤S4：一致性检验；将被诊断系统的电压和电流互感器预测值与观测值进行一致性模糊检验以判断差异，若系统观测值与预测值一致，则牵引供电系统正常，检验结束；否则，牵引供电系统不正常，进入步骤S5；

步骤S5：分层一致性诊断；选择系统观测值与预测值不一致的观测点，根据观测点所在位置，将牵引供电系统划分成几个不耦合的子系统，然后对各子系统进行分层一致性诊断，产生故障候选集合；

步骤S6：溯因诊断；从系统元件行为描述库中选择故障候选集的故障行为模型进行溯因诊断，以确定故障原因和故障位置；若溯因诊断结果为空，则该故障为未知故障，直接将一致性诊断中的元件作为故障元件，不能解释元件故障行为；

步骤S7：比较输出；根据步骤S6诊断出故障原因和故障位置，预测继电保护动作及断路器动作，将预测结果与继电保护及断路器实际动作相比较，若不一致，则是断路器发生拒动或误动，系统报警，若一致，则输出故障原因和故障结果。

3.根据权利要求2所述牵引供电系统智能故障诊断方法，其特征在于：

所述步骤S1中建立系统描述库的具体方法为：

s11：建立牵引供电系统结构描述库；根据牵引供电系统元件与元件之间的输入值和输出值的关系，对整个牵引供电系统一次设备接线进行描述，采用稀疏矩阵来描述整个系统的结构，若整个系统结构为A＝[a₁₁…，a_nn]，a_ij表示元件c_i的输出值是元件c_j的输入值；

s12：建立牵引供电系统中各个元件的行为描述库；即是对供电系统中的各个元件故障行为和正常行为建立定性或定量模型，以说明元件在某种行为模型下，输出值和输入值之间的关系；

s13：建立继电保护和断路器动作描述库；该描述库是储存牵引供电系统的继电保护类型、位置、动作的条件和断路器的位置、编号以及动作的条件。

4.根据权利要求2所述牵引供电系统智能故障诊断方法，其特征在于：

所述步骤S2中获得数据采集及预处理的具体方法包括：

实时采集母线电压、电流互感器，馈线电压电流互感器处的电压、电流、功率及所有诊断需要的电气量；获得继电保护和断路器动作信息及所有诊断需要的开关量；收集故障时电压电流的具体波形；然后对采集的数据进行滤波、除噪的预处理。