[发明专利]基于量子遗传算法的船舶电力系统故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及独立电力系统故障诊断领域，具体是一种基于量子遗传算法的船舶电力系统故障诊断方法。

背景技术

船舶电力系统为独立电力系统，船舶所处环境恶劣，电力系统极易因损伤或操作不当在某一集中的地方产生多个故障而导致负载失电，由于船舶舱室空间十分狭小，电力系统一旦发生故障，不利于实地查找。特别是在离港航行中，一切故障的监测、排除要依靠船员完成。虽然船员都有一定的故障维修能力，但是面对突发的复杂故障，特别是失电区域中包含故障元件和非故障元件，保护装置或断路器发生拒动或误动而导致故障范围扩大，故障信息上传产生畸变等情况，他们往往由于缺乏专家的指导而无法确定故障元件，会给船舶电力系统安全稳定运行带来危害。

随着船舶电力系统结构形式日趋复杂、电压等级提高、设备趋向大容量化，以及船舶综合电力系统对供电的要求越来越高，对船舶电力系统故障诊断的研究显得越来越重要。目前船舶电力系统故障诊断理论和方法研究与应用主要是从船舶电力系统的某一方面进行研究，如船舶电站故障、船舶主机故障和针对某型重要设备故障等，而且这些研究主要都是停留在理论和模型的探索阶段。目前，陆地电力系统的故障诊断方法相对比较成熟，主要通过利用有关电力系统及其保护装置和断路器等的信息，采用专家系统、人工神经网络、遗传算法、Petri网络、基于优化技术的等方法识别故障元件位置(区域)、类型和误动作的装置。而对船舶电力系统的故障诊断并没有明确的概念，其诊断方法主要源于对陆地电力系统故障诊断的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对船舶电力系统的特点提出一种基于量子遗传算法的船舶电力系统故障诊断方法。

本发明基于量子遗传算法的船舶电力系统故障诊断方法，包括如下步骤：

a.)船舶电力系统发生故障后，根据故障报警信息通过船舶电力系统拓扑分析确定故障失电区域，确定失电区域中元件；

b.)由于船舶电力系统保护系统中未配置断路器失灵保护、元件的远后备保护仅由上一级关联元件保护提供，且网络的最底层元件不设有远后备保护，且系统线路故障时，保护控制两端断路器跳闸，基于a.)建立考虑保护或断路器拒动情况下计及主、后备保护之间状态关系对故障诊断目标函数共同影响的故障诊断数学模型

E(X)=Σ|rkm-rkm*||1-rkprkp*-rksrks*|+Σ|rkp-rkp*||1-rksrks*|+Σ|rks-rks*|+Σ|Ci-Ci*|,]]>式中：r_km和分别表示某个元件主保护实际和期望状态；r_kp和分别表示近后备保护实际和期望状态；r_ks和分别表示远后备保护实际和期望状态；C_i和分别表示断路器的实际和期望状态；