[發(fā)明專利]一種基于多智能體技術(shù)的船舶電力系統(tǒng)故障恢復(fù)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310630390.6
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103605867A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏立;尚安利;王征;王家林;尹洋;卜樂平;楊宣訪;王黎明;侯新國
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 武漢楚天專利事務(wù)所 42113
• 代理人: 孔敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶電力技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于多智能體技術(shù)的船舶電力系統(tǒng)故障恢復(fù)方法。

背景技術(shù)

船舶所處環(huán)境惡劣，其電氣組件易受到惡劣環(huán)境條件影響而出現(xiàn)各種故障或非正常運(yùn)行狀態(tài)，從而影響電力系統(tǒng)正常供電，許多重要的用電組件一旦失電將嚴(yán)重影響船舶的安全，因此，迫切需要解決電力組件故障后，失電負(fù)載的快速恢復(fù)供電問題，以提高系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性。

船舶電力系統(tǒng)故障恢復(fù)基本要求是在滿足電力系統(tǒng)過壓、過流和開關(guān)操作次數(shù)等約束條件下，通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的組合狀態(tài)以改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最大限度地恢復(fù)失電負(fù)載的供電，即電力系統(tǒng)故障恢復(fù)通常是通過電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)故障恢復(fù)重構(gòu)的概念來源于陸地電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，但由于船舶綜合電力系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)和任務(wù)的特殊性，其網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與陸地電力系統(tǒng)有很大區(qū)別。陸地電力系統(tǒng)重構(gòu)的目標(biāo)多以考慮安全約束條件下的經(jīng)濟(jì)性為目的，而綜合電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)關(guān)注的問題是如何合理有效地調(diào)度系統(tǒng)能源、保障重要負(fù)荷的供電連續(xù)性從而提高船舶的生命力，因此，許多針對陸地電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和故障恢復(fù)方法不適用于船舶電力系統(tǒng)。

目前的船舶電力系統(tǒng)故障恢復(fù)方案都存在一定問題，例如有些設(shè)計(jì)方案對電網(wǎng)負(fù)載的優(yōu)先級數(shù)做了限制，僅能將艦船負(fù)載的優(yōu)先級劃分為重要負(fù)載、次重要負(fù)載和非重要負(fù)載三級，并禁止改變負(fù)載的優(yōu)先級，這樣無法保證故障恢復(fù)的最優(yōu)性；又有許多方法需要使用矩陣或線性規(guī)劃來確定故障恢復(fù)方案，從而降低了對系統(tǒng)改變響應(yīng)的快速性；還有一些方法過度簡化了電網(wǎng)數(shù)學(xué)模型，使電網(wǎng)的某些重要特性不能反映出來，這必然降低故障恢復(fù)的性能；另外，許多設(shè)計(jì)方案將故障恢復(fù)問題用數(shù)學(xué)模型來描述和表示，總是利用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型來分析和研究故障恢復(fù)問題，這樣僅能有效地解決輻射狀系統(tǒng)的故障恢復(fù)問題，而回避了具有回路的系統(tǒng)故障恢復(fù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種基于多智能體技術(shù)的船舶電力系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，可以處理具有回路的電力系統(tǒng)及其負(fù)載具有多優(yōu)先級的故障恢復(fù)問題，在保障高優(yōu)先級組件優(yōu)先恢復(fù)供電的前提下，盡可能多地恢復(fù)斷電組件的供電。

一種基于多智能體技術(shù)的船舶電力系統(tǒng)故障恢復(fù)方法，采用圖跡分析方法建立船舶電力系統(tǒng)數(shù)字化模型，該數(shù)字化模型由分別對應(yīng)物理系統(tǒng)中的每一組件的組件智能體構(gòu)成，組件智能體內(nèi)存儲的鏈表可反映電力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系，組件智能體完成對應(yīng)組件的狀態(tài)監(jiān)測與控制，同時通過與其各恢復(fù)路徑上的組件智能體之間的通信，以了解其它組件狀態(tài)信息，另外，由一個中央控制智能體協(xié)調(diào)負(fù)載智能體的恢復(fù)次序，所述恢復(fù)方法包括如下步驟：

步驟一、中央控制智能體接收到所有斷電負(fù)載智能體的恢復(fù)供電請求信息后，創(chuàng)建待恢復(fù)負(fù)載集；

步驟二、計(jì)算所有待恢復(fù)負(fù)載所需總功率，如果系統(tǒng)當(dāng)前可用功率小于所需總功率，依據(jù)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行效率的約束條件啟動相應(yīng)備用電源；

步驟三、選擇負(fù)載集中優(yōu)先級最高的負(fù)載，從該最高優(yōu)先級負(fù)載開始進(jìn)行恢復(fù)；一次僅恢復(fù)一個負(fù)載的供電，然后按負(fù)載優(yōu)先級遞降次序恢復(fù)負(fù)載供電；

步驟四、根據(jù)船舶電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮攸c(diǎn)和FIPA合同網(wǎng)協(xié)議，所選待恢復(fù)負(fù)載的組件智能體，即發(fā)起者智能體，向其各恢復(fù)路徑跡上的組件智能體發(fā)出恢復(fù)供電提議消息，消息中包括需要完成的任務(wù)、承擔(dān)任務(wù)應(yīng)具備的條件；

步驟五、各恢復(fù)路徑跡上的組件智能體，即響應(yīng)者智能體，接到所述恢復(fù)供電提議消息后，計(jì)算恢復(fù)路徑跡上響應(yīng)組件的可用功率，如果響應(yīng)組件為失效狀態(tài)，或其無可用功率，或?yàn)樨?fù)載組件，則響應(yīng)者智能體直接回復(fù)拒絕消息來拒絕該提議，則該響應(yīng)組件所在的路徑跡不能作為恢復(fù)路徑；如果各響應(yīng)組件可以提供或通過全部或部分所需功率，則響應(yīng)者智能體向發(fā)起者智能體回復(fù)協(xié)議消息，在回復(fù)的協(xié)議消息中包括所能承擔(dān)的功率；

步驟六、到規(guī)定時間或收到所有回復(fù)的協(xié)議消息后，待恢復(fù)組件智能體利用模板匹配方法，依照各條恢復(fù)路徑跡中的組件次序，對接收到的各回復(fù)消息依次進(jìn)行檢查，然后對各恢復(fù)路徑進(jìn)行評估，根據(jù)開關(guān)操作次數(shù)最少原則，最終選擇一條或幾條路徑作為恢復(fù)路徑；

步驟七、發(fā)起者智能體向所選擇恢復(fù)路徑上的組件智能體，按照由遠(yuǎn)到近的次序，發(fā)送接受協(xié)議消息，所選組件智能體完成委托的任務(wù)后給發(fā)起者智能體發(fā)送提示消息；

步驟八、當(dāng)該負(fù)載供電恢復(fù)后，檢查相關(guān)組件的約束條件是否滿足，如果滿足約束條件，執(zhí)行步驟十；如果不滿足約束條件，則執(zhí)行步驟九；

步驟九、從受影響的最低優(yōu)先級和最小功率負(fù)載開始，執(zhí)行分級卸載，一次僅卸載一個負(fù)載，直到所有約束條件滿足為止；