基于贝叶斯网络的农村电力网故障诊断研究

鉴于贝叶斯网络灵活的因果推理和诊断推理,运用贝叶斯网络方法研究了因保护装置和断路器误动或拒动、通信装置的故障等原因造成的不完备警报信号模式下的农村电网故障诊断新方法.该方法应用Noisy-Or、NoiSy-And节点模型和类似BP神经网络的误差反向传播算法建立了输电线路故障诊断模型,并应用公式推理得出每个元件的故障信任度,根据故障信任度确定元件有无故障.     

小波包在配电网单相接地故障选线中的应用

小波包分析在配电网单相接地选线中的应用是利用小波包变换提取配电网单相接地时有用的故障暂态信息,通过与非故障线路暂态信息比较实现选线.传统的配电网单相接地选线判据是基于故障稳态信息.本文通过对配电网单相接地故障暂态信息的分析,提出基于小波包变换提取故障暂态量作为故障选线判据的新方法,并通过MATLAB仿真验证了该方法的可行性与准确性.     

信息融合与贝叶斯集成的船用中高速发动机磨损故障诊断

为了解决船用中高速发动机磨损故障诊断准确率偏低的问题,提出多源信息融合与贝叶斯网络集成的磨损故障诊断方法。利用贝叶斯参数估计算法进行多源故障征兆信息融合,通过大量发动机磨损故障实测数据,结合该领域专家知识,建构贝叶斯磨损故障诊断网络,并建立朴素贝叶斯分类器,简化融合结果,最终通过最大后验概率估计值识别磨损故障模式。经实际故障案例计算分析,验证了该诊断方法的有效性及网络模型建构的准确性。     

电容式电压互感器暂态特性对距离保护影响的研究

利用电磁暂态程序对电容式电压互感器（CVT）的特性进行了数字仿真，发现CVT的暂态特性会造成距离保护的暂态超越和反方向出口误动作，暂态超越现象与两侧电势相角差，故障时刻的电压初始相位密切相关，CVT暂态特性引起的反方向出口误动作仅仅发生在受电侧，且与两侧电势相角差有关。分析结果表明，采用蹁保护快速I段的反时限特性是防止暂态超越的有效措施，同时提出了利用故障分量方向元件结合全阻抗特性继电器的方法，解决了距离保护方向出口误动作问题。     

一种开关电容网络子网络级诊断的新算法

在电荷守恒原理和灵敏度分析基础上，提出了一种开关电容网络（ＳＣＮ）子网络级故障诊断的新算法，运用该算法，在诊断过程完成后，能确定出非故障网络（或非故障元件集合）和故障子网络（或故障元件集合）。     

一种基于动态贝叶斯模型的大型IP网络故障诊断方法

为了提高IP业务的服务质量,利用告警等症状和已有知识快速准确地定位根故障十分重要。基于贝叶斯网络的不确定推理方法是近年来广泛应用的一种故障诊断方法。目前,基于静态贝叶斯网络的故障定位只是利用当前信息进行故障诊断,无法处理时间信息;而已有基于动态贝叶斯网络的诊断算法复杂度太高,不适用于大型网络。本文针对大型IP网络,建立用于故障诊断的动态贝叶斯模型,并对基于动态贝叶斯网络的一种通用的精确算法进行改进,实验证明它能够对大型IP网络快速准确的定位故障。本文方法充分利用告警库中的历史数据和当前症状信息,对当前的系统状态进行估计,完成故障诊断。     

基于模型预测和溯因推理网络的电网故障诊断方法

考虑电网出现故障时,仅依靠开关量状态信息进行诊断,诊断信息冗余度低,复杂故障情况下会影响诊断结果的准确性.引入电气量信息,提出了模型预测和数据清洗方法,建立电网故障诊断系统.利用模型预测得到准确的电气量信息,建立清洗规则和逻辑推理规则,分别对开关量进行数据清洗和验证故障信息.在此基础上,利用溯因推理网络(abductive reasoning network,ARN)对故障信息进行诊断,得出候选故障.仿真结果验证了该方法的有效性和准确性.     

改进贝叶斯算法在配网故障诊断中的研究

针对智能电网故障诊断中所存在的大量不确定信息的问题,本文对贝叶斯网络算法在电网故障诊断中的应用进行了相关研究.在原有Noisy-or、Noisy-and两类节点模型和线路、母线和变压器三类故障诊断模型的基础上,对传统贝叶斯算法的不足之处进行改进,提出了一种改进贝叶斯算法.最后以某地区实际配网为研究实例,结果表明,与传统方法相比,改进后的算法在故障诊断中具有更高的灵敏度,降低错误概率,可以构造最小错误概率的贝叶斯分类器等优点,在实际电力系统故障诊断中半角将有很好的应用前景.此外,本文通过图形用户界面(GUI),显示可疑故障元件、后验概率、误动拒动的保护断路器等信息,方便现场工作人员及时做出决策,进一步处理故障.     

一种基于贝叶斯网络的故障预测方法

为了研究故障在复杂工程系统中的传播机制,根据关键节点的状态异常信息预测系统发生故障的概率,提出一种基于贝叶斯网络的故障预测方法.根据工程系统自身固有的网络拓扑结构,构建了多层贝叶斯网络模型,利用定性趋势分析法将时间信息融入网络节点中,使得网络具有处理时序信息的能力,便于进行故障传播机理分析和故障预测.提出了基于元器件健康度的根节点故障概率确定方法,针对完备数据集和非完备数据集,选择不同的参数学习方法确定贝叶斯网络的条件概率表,采用多树传播算法进行联合概率推理,由系统根节点运行状态推测其余节点的故障概率.算法在Quanser三自由度四旋翼直升机上进行了仿真应用,结果验证了该方法的可行性和有效性.     

基于故障树和贝叶斯网络的危化品罐式运输车道路运输系统的可靠性分析

为保障危化品罐式运输车道路运输系统的可靠性,提出一种基于故障树分析法和贝叶斯网络的系统可靠性研究方法.首先,根据道路运输系统故障树模型向贝叶斯网络转化的方法确定贝叶斯网络模型和条件概率表;其次,结合贝叶斯网络双向推理算法对危化品道路运输系统进行推理计算;最后,分析得出危化品罐式运输车道路运输系统的可靠度.研究发现:该方法可以根据根节点故障的先验概率正向推理系统失效的可能性,并且可以通过根节点的概率重要度分析结果排查故障,同时可以通过反向推理计算根节点的后验概率诊断故障.在结论中,提出了针对系统中关键风险事件的应对策略.     

基于高斯贝叶斯的建筑水暖设备故障信号诊断分析

传统的信号稀疏表示多特征提取检测方法、多尺度排列熵故障信号检测方法只能检测低频分量,导致电压、电流检测结果不精准。根据上述问题,提出了基于高斯贝叶斯的建筑水暖设备故障信号诊断方法。该方法构建故障暂态信号模型,依据暖通设备模型分析暂态故障信号及对参数的影响。利用高斯贝叶斯进行信号诊断,以李氏指数为判断依据分类各种信号,在获得高诊断识别率(失效/故障模式正确识别率分别达到96%和86%)的同时,也识别了影响失效/故障分类的关键特征参量。仿真实验结果显示,故障信号监测方法电压暂态波形变化与实际变化情况一致,电流暂态波形变化与实际数值相差仅为0.5 A,检测精度优于传统方法,将其应用到大型建筑水暖中效果更优。     

一种含变流器电力元件的短路电流计算方法

从继电保护分析计算的角度,给出了一种含变流器电力元件的短路电流的计算方法。该方法分析了变流器的基本功能与控制策略,对其交流侧故障后的暂态响应过程进行了简化分析,通过定性分析和定量推导,阐述了含变流器电力元件故障响应的变化规律,推导出了变流器交流侧输出电流在故障暂态期间的近似解析表达式。仿真结果表明,短路电流近似表达式具有较高的计算精度,变流器可以等效为一个含有控制、实现交直流之间电能变换的受控元件,其控制策略以及控制参数决定了故障暂态的响应特性。研究成果从理论上揭示了控制特性对变流器故障特征的关键作用,为含变流器电力系统的故障特征分析及其继电保护整定计算奠定了基础。     

基于T-S模糊故障树和贝叶斯网络的隧道坍塌易发性评价

坍塌是钻爆法隧道施工过程中常见的灾害事故之一.为了有效预防坍塌事故,为隧道施工安全风险分析和管理提供决策依据,将T-S模糊故障树和贝叶斯网络进行互补融合,提出了一种基于两者的钻爆法施工隧道坍塌可能性评价方法.根据T-S模糊故障树向贝叶斯网络转化的方法来确定贝叶斯网络模型和条件概率表;利用模糊数和模糊子集分别描述节点的故障状态和故障概率;运用贝叶斯网络双向推理算法进行计算.该方法可以利用根节点的故障概率模糊子集和施工中实际故障状态两种不同的正向推理方式计算隧道坍塌可能性,并且可以依据根节点的重要度分析结果排查故障,同时可以通过反向推理计算根节点的后验概率诊断故障.两个工程实例的应用结果表明,该方法能够科学、合理地评价隧道坍塌的可能性并确定关键致险因子,可作为隧道施工安全保障和管理的决策工具.     

基于复小波分析的牵引网故障测距算法

故障暂态分量能够充分地描述故障的特征,用来研究故障测距具有传统算法不可比拟的优点.针对复线牵引网的故障暂态高频分量和故障距离间的关系展开研究,绘制了故障距离和始端等效阻抗谐振频率的对应关系曲线,证明故障电压暂态信号和始端等效阻抗具有相同的谐振频率点.用Morlet复小波提取故障电压信号的谐振频率,并依据得到的谐振频率曲线,实现了牵引网的故障定位.分析表明,基于复小波分析的暂态谐振频率法进行牵引网故障测距,可以消除过渡电阻等对故障测距的影响,具有较高的精度和可靠性.     

基于原子能量熵和CSM的配电线路故障分类方法

针对配电线路上的故障分类问题,提出了一种结合原子能量熵和连续字符串匹配(CSM)的故障分类方法.通过分析故障信号的暂态特征,利用原子分解法得到故障暂态信号的主导原子以及对故障信息进行补充的次级原子,计算原子能量熵作为故障特征量,较完备地描述了故障特征.应用CSM进行故障分类节省了智能算法故障辨识中参数选择和优化的时间,通过建立的编码规则,将故障特征进行编码,搜索故障编码库,最终确定故障类型.通过仿真研究,验证了该算法的可行性与有效性.     

非线性电路故障诊断模型的建立及神经网络求解的方法研究

分析并推导了含有非线性流控型电阻元件和非线性压控型电阻元件组成的非线性电阻网络的故障诊断方程，这是以支路故障标志量为未知的一组线性代数方程。在推导非线性元件的“故障标志量”时，消除由工作点变化引起的电参量的变化，保留由伏-安特性变化引起的电参量变化，它标志非线性元件本身发生了故障；文章还提出一种神经网络，可在线快速求解非线性电阻网络的故障方程的解，从而可在线对故障进行定位。     

平面曲线间Hausdorff距离计算

为克服传统的针对平面曲线间Hausdorff距离4种情况需分别求解不同非线性方程组的缺点,分两个步骤计算平面曲线间的Hausdorff距离.首先将曲线A进行离散化处理,并计算各离散点到曲线B的最小距离,从中选择若干个距离较大,且满足曲线A上相邻点到曲线B的距离呈"小大小"的点对作为近似解;然后根据各点对处曲线的特点,判断该点附近可能存在4种类型点的哪一种,建立相应的优化模型并进行局部寻优,选择优化结果中最大的距离值作为两平面曲线间的单向Hausdorff距离.该法将平面曲线间Hausdorff距离的计算转化为点到曲线的最小距离计算,计算过程简单有效.两个数值算例验证了该方法的正确性.     

基于贝叶斯网络的轨道车辆门故障诊断研究

轨道车辆门系统的故障诊断受到广泛关注.针对门系统在故障诊断中存在不确定性问题,提出一种基于贝叶斯网络的故障诊断流程,统计某地铁公司提供的故障数据,建立轨道车辆门故障贝叶斯网络模型,计算得出各故障的先验概率,在建立的贝叶斯模型中输入故障证据,得到各故障的后验概率.通过仿真试验证明了贝叶斯网络能很好地推理出门系统的故障所在,为车门的故障诊断和维修提供参考和建议.     

基于贝叶斯网络的HAZOP-LOPA集成分析与应用

针对事件树、故障树等风险分析存在一定局限性的问题,提出了基于贝叶斯网络的HAZOP-LOPA集成风险评估新思路.编制系统故障树,利用GeNIe软件将其映射成贝叶斯网络,运用贝叶斯网络双向推理进行故障预测和诊断,快速识别系统薄弱环节并确定为风险贝叶斯故障节点,结合HAZOP与LOPA对其进行风险集成分析,提出相应的独立防护层,根据防护层失效概率并参照半定量风险矩阵确定剩余风险等级.该风险评估模型在辽河石化公司催化裂化装置的反应再生系统中进行应用,结果证实该模型在复杂工艺信息不确定条件下,能有效提高风险评估的针对性、客观性与准确性.     

用于水电厂设备的故障诊断的贝叶斯网络模型

通过分析水电厂设备故障诊断所面临的不确定性等问题以及当前常用诊断方法存在的局限性,研究基于贝叶斯网络的设备故障诊断方法,提出了适合于诊断问题的贝叶斯网络结构并阐述了基于贝叶斯网络故障诊断的团树推理算法.该方法综合考虑了多故障、故障症兆模糊以及电厂设备操作之间有依赖关系等情况.通过丰满水电仿真系统中水机调速器故障诊断的应用实例,证实了该方法在信息不确定条件下进行诊断决策的有效性和准确性.