基于馬爾科夫鏈的船舶輸電系統(tǒng)短路故障預(yù)測方法研究.pdf

1、船舶電力系統(tǒng)是一個耦合作用非常強(qiáng)的獨(dú)立系統(tǒng)，且其輸電線路所處環(huán)境濕度很大，加上存在鹽霧、霉菌、油污等，使其輸電線路容易受到腐蝕，絕緣層易惡化，進(jìn)而絕緣能力下降，有局放、閃絡(luò)等產(chǎn)生使得絕緣層進(jìn)一步惡化，輸電線路進(jìn)入短路故障易發(fā)期。短路故障對船舶電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成非常嚴(yán)重的影響，甚至使其癱瘓。早期故障是輸電線路絕緣惡化的早期體現(xiàn)，是短路故障產(chǎn)生的前期表現(xiàn)，因此有必要對早期故障進(jìn)行檢測來預(yù)警短路故障的發(fā)生，提前采取措施，預(yù)防短路故障發(fā)生

2、，保證船舶電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。但早期故障出現(xiàn)到短路故障的時間長短難以確定，為了更好地制定維護(hù)時間和更換時間，本文做如下工作:
　　首先，根據(jù)船舶輸電線路的絕緣惡化過程來對線路短路故障演化機(jī)理進(jìn)行研究，并對早期故障的故障特性進(jìn)行分析;根據(jù)其故障特性，搭建船舶輸電線路的早期故障模型，并分析早期故障模型的初始參數(shù)對模型的影響;研究干饋式混合輸電網(wǎng)絡(luò)的船舶電力系統(tǒng)，對輸電線路的各個運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析比較。
　　其次，以所搭建的船舶

3、輸電線路早期故障模型和輸電線路的各個運(yùn)行狀態(tài)信號為基礎(chǔ)，對線路電流信號進(jìn)行卡爾曼濾波器緩慢動態(tài)估計(jì)獲得估計(jì)電流信號，將電流信號和電流估計(jì)信號之間存在的差異作為系統(tǒng)狀態(tài)改變的第一個標(biāo)準(zhǔn)信號來與電流狀態(tài)閾值進(jìn)行比較，做出初步診斷。同時對電壓信號進(jìn)行卡爾曼濾波器快速動態(tài)估計(jì)獲得估計(jì)電壓信號;接著對估計(jì)電壓信號進(jìn)行方波擬合，將擬合的方波絕對值的均差與電流剩余信號比值作為第二標(biāo)準(zhǔn)信號來與電壓狀態(tài)閾值進(jìn)行比較，來肯定或否定初始診斷，并通過對所搭的船

4、舶輸電線路系統(tǒng)中各個支路線路的狀態(tài)檢測來驗(yàn)證該方案的可行性，以及通過與其它另外三種基于電壓電流的早期故障方案比較來驗(yàn)證該方案的準(zhǔn)確性。
　　最后，根據(jù)馬爾科夫鏈的基本理論和船舶輸電線路的狀態(tài)變化狀況，將運(yùn)行狀態(tài)的劃分為正常狀態(tài)、早期故障狀態(tài)和短路故障狀態(tài)，并建立相應(yīng)的船舶輸電線路的馬爾科夫模型?；诖拜旊娤到y(tǒng)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)樣本獲得其等效的馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣?；跔顟B(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣以及當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)可快速解析獲得未來一段時間處于