机载电子设备故障诊断专家系统的设计与实现

针对航空机载电子设备故障知识日益膨胀导致的故障诊断系统效率低下、难以快速有效地进行电子装备维护的问题,提出了一种新的、基于专家系统的机载电子设备故障诊断系统。分析了专家系统的原理和结构,研究了一般产生式规则与模糊产生式规则相结合的知识表示方法及精确推理与模糊推理相结合、基于规则推理、案例推理、模型推理及混合推理的推理机制。以Delphi7．0和Oracle9i为开发环境,开发了该专家系统。系统能快速分析故障现象,列出可能的故障原因,输出故障报告,提供故障处理指导。研究表明,新系统具有更高的效率、并且诊断结论也更可靠、可维护性也更好,在实际的航空机务维护工作中取得了良好的效果。     

锂电池健康度和剩余寿命预测算法研究

为了实现锂电池健康状态检测和电池故障诊断,在电池全生命周期退化数据基础上,分别使用容量增量分析和差分电压分析法进行特征提取,使用皮尔逊相关系数对健康因子进行相关性分析,并将其输入到人工神经网络用于电池健康状态(state of health, SOH)预测。针对电池容量非线性的退化特性以及局部重生现象,使用双指数函数对其进行建模。同时结合粒子滤波算法对模型参数进行估计,实现电池剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)的概率密度预测。实验结果表明所提出的方法能够实现SOH的精准预测和RUL的不确定性估计。     

中性点不接地交流电网绝缘故障分析

文中通过建立大地和中性点间电压μNN的数学模型，提出了能够初步判断中性点不接地交流电网绝缘故障相的方法，并用SABER仿真验证了本判别方法的可行性。     

考虑参数不对称的配电网单相接地故障柔性消弧方法

为了解决配电网参数不对称导致的中性点位移过电压以及消弧不彻底的问题,在配电网正常运行时利用闭环控制对中性点电压进行调控,自动跟踪配电网结构参数的变化,实现不平衡电压的快速精准抑制。设计注入电流反馈控制环节,结合不平衡电压调控过程以及故障后的零序电流和零序电压,仅注入一次电流便可实现故障辨识、故障选相并求得故障可靠消弧所需的注入电流参考值。仿真分析验证了闭环控制能够有效跟踪、抑制中性点不平衡电压,所提柔性消弧方法在系统参数不对称的情况下,故障判别精度高,故障消弧效果良好。     

可拓关联函数与属性约简相结合的变压器故障诊断方法

鉴于常用的三比值法诊断变压器故障时会出现"无编码"情况,提出了利用可拓学与粗糙集理论对变压器故障进行诊断的方法。以粗糙集属性约简方法对各种故障类型所需要的属性条件进行初步约简分类,然后建立变压器故障诊断的物元模型,以DGA测试数据作为变压器故障诊断属性集,以变压器标准故障模式作为变压器故障诊断决策集,利用可拓关联函数计算各种故障程度,定义故障取舍规则以确定变压器故障。以某台故障变压器为实例进行分析,其诊断结果与实际情况相符;收集76条变压器DGA信息,利用该方法进行故障诊断,诊断正确率较IEC法乐观。     

智能接地配电系统

为了发挥中性点非有效接地配电网供电可靠性高的优越性,提出了一种通过在变电站配置智能接地装置并在馈线配置具有零序保护功能的配电终端和故障指示器,将配电网升级为智能接地配电系统的方法。发生单相接地时,智能接地装置可以迅速将故障相短暂金属性接地从而可靠熄灭电弧。若为永久性接地故障,随后控制中性点短暂投入中电阻以显著增大接地点上游的零序电流并基于配电终端和故障指示器处配置的零序电流保护可靠地实现单相接地选线、定位和隔离。论述了智能接地配电系统的组成和关键技术,重点论述了通过电阻分级开关应对选相错误并抑制开关操作引起的系统暂态过程的方法。结合实例论证了所建议的方法的可行性和有效性。     

基于双端行波法的电缆线路短路故障定位改进

为实现电力电缆线路上的短路故障精确定位,对双端行波法故障定位原理进行了改进。使用仅需要本地时钟同步的方式替代传统的远距离双端同步方式,从原理层面解决了双端行波法的同步问题,改进后的故障定位方法只与故障行波到达电缆线路两端监测点的时间差有关。并且用归一化的故障点判据代替具体的数值判据,从而降低了对线路电气参数精准性的依赖。因此,改进后的方法有更高的故障定位精度。用PSCAD软件对双端结构的电缆线路进行了仿真,结果表明改进后的方法具有更高的定位精度,且在任意故障点位置条件下的故障定位精度优于传统的双端行波法。     

智能电能表高阻抗故障检测方法研究

为提高智能电能表检测精度,对高阻抗故障(HIF)的检测方法进行了改进,利用智能电能表作为配电网系统中HIF检测的传感器,实现无需单独安装传感器.基于电压波形测量数据的偶次谐波量,每个智能电能表计算一个指数,测量电压波形中的偶次谐波分量.若任何智能电能表计算出的指数在特定时长中持续超过阈值,则检测到故障.在3个场景进行了实验,结果验证了改进方法的有效性.与基于小波的检测方法和基于谐波的检测方法相比,所提方法能够在存在电力电子负载的情况下进行检测,具有明显优势.     

基于改进GSA-SVM模型的电力变压器故障诊断

准确评估输变电设备运行状态是电力企业生产技术工作的核心内容。为提高电力变压器故障诊断精度,避免传统引力搜索算法（GSA）自身收敛速度慢且易陷入局部最优区等不足,提出一种利用混沌序列改进GSA的支持向量机（SVM）模型,用于电力变压器故障诊断中。首先利用混沌序列来增加重力粒子的多样性,目的是避免在其训练时陷入局部最优区;然后利用改进的GSA算法来优化SVM模型自身的参数,从而提升该模型的预测准确率;最后将预测结果与其他3种传统诊断模型的预测结果进行了对比分析,结果表明利用混沌序列改进的GSA-SVM模型有着更好的泛化能力以及更高的分类准确率。     

基于新型直流风电机组的串联型全直流发电系统设计研究

通过直流风电机组(DC wind turbine, DCWT)建设直流风电场实现风能的直流汇集与直流传输是海上风电系统的主要发展方向之一。为了使DCWT具备高压绝缘隔离、能量双向流动以及直流短路故障自清除能力,提出了一种适用于串联型全直流发电系统的新型DCWT拓扑。该DCWT拓扑采用了H桥结构的DC/DC变换器代替传统的隔离型DC/DC变换器,将DCWT直接串联并加以调制实现低压直流到高压直流的变换。基于PSCAD/EMTDC搭建了基于新型DCWT的串联型全直流发电系统仿真模型。经风电系统的DCWT在输出功率均衡、输出功率不均衡、高压直流母线电压波动等稳态运行工况以及故障DCWT动态切入切出等故障运行工况下的仿真,验证了该DCWT的输出特性、系统的运行特性以及系统对故障DCWT的处理能力,提高了直流风电场的运行可靠性与灵活性,为直流风电场的建设提供了一种切实可行的解决方案。