[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)可靠性評價(jià)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110639958.5
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113505448B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃玲玲;符楊;苗育植;劉璐潔;魏書榮;米陽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06K9/62;G06F119/02
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于改進(jìn)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)可靠性評價(jià)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)基于故障樹和云模型構(gòu)建風(fēng)電機(jī)組的單純可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建風(fēng)電機(jī)組的單純可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)具體包括以下步驟：

11)根據(jù)風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件的故障特點(diǎn)建立部件故障樹，部件故障樹主要包含頂層事件、中間事件與基本事件，定義頂層事件為關(guān)鍵部件的故障，中間事件為多個(gè)該關(guān)鍵部件的故障類型，基本事件為引起不同故障的原因，并且假設(shè)任一類基本事件或中間事件的發(fā)生均會(huì)影響所對應(yīng)的中間事件或關(guān)鍵部件的故障；

12)對部件故障樹進(jìn)行貝葉斯網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化得到可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，具體為：

將部件故障樹中的事件與可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)一一對應(yīng)，根據(jù)關(guān)鍵部件的故障間因果關(guān)系，將可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)采用有向弧連接；

13)對可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的連續(xù)型狀態(tài)信息進(jìn)行基于云模型的離散化處理，得到單純可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)并建立離散變量與連續(xù)變量同一范疇內(nèi)的狀態(tài)空間；

所述的單純可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)包括三層，由上至下依次為風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件節(jié)點(diǎn)、部件節(jié)點(diǎn)的故障子節(jié)點(diǎn)和故障子節(jié)點(diǎn)的原因根節(jié)點(diǎn)，每個(gè)原因根節(jié)點(diǎn)經(jīng)過擴(kuò)展對應(yīng)監(jiān)測信息節(jié)點(diǎn)，用以表征實(shí)時(shí)獲取的部件監(jiān)測信息；

2)采用無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)對單純可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化得到改進(jìn)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，具體包括以下步驟：

21)基于單純可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建立圖G＝(U，V，E)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌渲校琔為所有故障子節(jié)點(diǎn)的集合，V為所有原因根節(jié)點(diǎn)的集合，E為節(jié)點(diǎn)間邊的集合，該圖G的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲邪?個(gè)部件節(jié)點(diǎn)、N個(gè)故障子節(jié)點(diǎn)和n個(gè)原因根節(jié)點(diǎn)，每條邊均對應(yīng)權(quán)值；

22)以圖G為基礎(chǔ)，考慮關(guān)聯(lián)矩陣、鄰接度、結(jié)構(gòu)洞重要性指標(biāo)進(jìn)行無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)推導(dǎo)，得到貢獻(xiàn)度矩陣，貢獻(xiàn)度矩陣L_c的表達(dá)式為：

其中，Γ(i)為節(jié)點(diǎn)i的鄰居節(jié)點(diǎn)集合，且節(jié)點(diǎn)i可以為部件節(jié)點(diǎn)E、故障子節(jié)點(diǎn)U或原因根節(jié)點(diǎn)V，L_k為節(jié)點(diǎn)k的狀態(tài)結(jié)構(gòu)洞重要指標(biāo)，L_i為節(jié)點(diǎn)i的狀態(tài)結(jié)構(gòu)洞重要指標(biāo)，且i＝1,2,…S，S為節(jié)點(diǎn)總數(shù)，a₁₂、...、a_1N、a₂₁、...、a_N1均為部件節(jié)點(diǎn)E與故障子節(jié)點(diǎn)U間關(guān)聯(lián)矩陣A_N×N中的元素，b₁₂、...、b_1N、b₂₁、...、b_N1均為故障子節(jié)點(diǎn)U與原因根節(jié)點(diǎn)V間的關(guān)聯(lián)矩陣中的元素，貢獻(xiàn)度矩陣L_c的對角線上元素均為1表示節(jié)點(diǎn)對其自身的貢獻(xiàn)度比例值為1；

所述的節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)結(jié)構(gòu)洞重要指標(biāo)的表達(dá)式為：

其中，RC_i為節(jié)點(diǎn)i的約束系數(shù)，q為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的共同鄰居節(jié)點(diǎn)，p_(i|j)為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的連接參數(shù)，p_(i|q)為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)q的連接參數(shù)，p_(q|j)為節(jié)點(diǎn)q和節(jié)點(diǎn)j的連接參數(shù)；

23)根據(jù)貢獻(xiàn)度矩陣優(yōu)化節(jié)點(diǎn)間的權(quán)重和敏感度矩陣，用以反映節(jié)點(diǎn)間的耦合關(guān)系，完成對單純可靠性貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)加權(quán)優(yōu)化，各節(jié)點(diǎn)間的邊對應(yīng)權(quán)值w的優(yōu)化更新式為：

w(i,j)＝(a_Bi)^[(Lc)]ij+(b_ij)^[(Lc)]ij

敏感程度矩陣H_c的表達(dá)式為：

H_c＝T·L_c

T＝[T_aZ+T_bZ+w(i,j)]

其中，T為包含節(jié)點(diǎn)全局信息T_aZ與局部信息T_bZ的權(quán)重矩陣，根據(jù)敏感程度矩陣H_c中各行與各列對應(yīng)元素的數(shù)值大小表示各病癥信息反映各故障作用的大小；

3)對改進(jìn)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)貝葉斯推理；

4)根據(jù)改進(jìn)的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)態(tài)推理過程對機(jī)組可靠性進(jìn)行定量評估。