船舶電氣自動化系統的故障檢測與恢復方法優化

張煒煒

摘 要：隨著我國經濟的不斷發展，船舶運輸行業也在飛速的向前發展。船舶在多個系統的互相合作下穩定運行，若是其中某一系統出現故障，就會導致系統失效，甚至會直接導致船舶無法正常航行。尤其是船舶電氣自動化系統，該系統主要是為其它系統提供電力支持，是其他系統穩定運行的基礎，若是該系統出現故障，就會導致其他系統的運行受到威脅，從而導致船舶無法正常航行。所以，對船舶電氣自動化系統進行故障檢測與恢復非常必要。現有的船舶電氣自動化系統故障檢測與恢復方法存在著故障檢測精準度低與檢測效率低的缺陷，無法對越來越復雜的電氣自動化系統進行故障檢測與恢復，因此，本文對故障檢測與恢復方法進行優化，實現對船舶電氣自動化系統的故障檢測與恢復。

關鍵詞：船舶電氣自動化系統；故障檢測；恢復方法優化

1船舶電氣自動化的發展現狀

自動化技術的應用在很大程度上降低了工作人員的工作強度，提高了工作效率，在船舶應用中效果比較明顯。在船舶運行中的多個環節應用到自動化技術，比如，在船舶的運行、裝運、卸載和管理等等，提高了船員的工作效率，加強了對船舶的管理。船舶自動化技術的應用，可以使船長在總工作艙實時的關注著船舶各個部分的具體情況，對船舶設備出現的問題及時的發現并解決，從而構成一個比較全面性和系統性的電氣自動化系統，促進船舶的安全運行。但是，還需要對電氣自動化系統進行創新，提高該系統的穩定性和可靠性，對船舶設備中的存在的故障進行及時的排除，保障船舶的安全運行，促進船舶行業的發展。

2船舶電力系統中電氣自動化技術應用要點

在電力系統行業管理工作體系內，要想提升系統管理水平和運行安全性，就要集合運營管理需求建立健全系統化管控模式。目前，電力系統要想具備良好的操作性能和操作環境，就要對設備以及控制流程進行簡化，從而提高對故障問題的敏感程度，并且在較短的時間內完成修復和診斷工作。值得一提的是，因為電氣自動化技術本身就較為突出的可靠性特點和可行性價值，因此，能在短時間內完成故障搜索和處理，維護系統運行的自動化水平以及智能化效果。

第一，應用電氣自動化技術，將逐漸趨于信息化發展模式，計算機技術的應用成為了行業的基礎導引，也發揮了關鍵性作用，為了進一步提高信息化技術運行效率，就要踐行技術信息化發展規程，確保能對電力行業的環保價值予以分析，建構完整的監督監管機制，且能降低電能損耗幾率，為自動化技術應用效果的優化提供保障。

第二，結合監控技術和監督管理制度對相應操作流程予以完善，以保證自動化技術應用效果能滿足實際需求，為智能化電網功能化管理以及優勢項目監督提供保障。另外，要對要點予以集中監管，電力系統操作模式也主要以物理模式居多，為了保證其敏感性，就要積極應用自動化技術流程，實現技術管理和智能化發展目標。

第三，應用自動化技術就能提升運行的經濟性價值，避免不必要的項目影響具體操作流程，且能有效提高系統的安全性，這種經濟性較好的管控流程能維護電力系統的操作工序以及電網發展的基本效果。

3船舶自動化故障檢測

3.1故障數據源獲取

船舶電氣自動化系統常見的故障為電路接觸問題與短路故障，因此，本文主要對其電路故障進行檢測與定位。對故障進行檢測與定位是故障檢測與恢復方法中的基礎與核心，也是故障恢復的前提。故障數據源的獲取是進行故障檢測的前提和基礎，其數據源的完善程度決定著檢測的準確率和速率。本文主要是通過對船舶電氣自動化系統進行仿真，獲得原始數據，將其存儲為CSDF文件。然后對CSDF文件的數據進行提取并對其進行參數化等數據預處理操作，獲取特征數據集。

經過轉換得到標準特征數據集。采用二分K均值聚類對標準特征數據集進行故障合并，得到類數據集。

3.2故障定位

上述得到故障類距離，通過樣本與故障類分布中心之間的距離對故障位置進行定位，這對故障恢復至關重要，是故障恢復的前提與基礎。只有對故障進行精準的定位，才能對故障進行及時以及針對性的恢復，保障電氣自動化系統的穩定運行。不同的連接方式，造成故障所在區域及產生的危害性也不同，如果運用中性點不直接接地的方法進行連接就會很容易導致短路問題。相間短路就會導致電源供電回路的阻抗力變小，會使短路回路中的電流在幅度增加；兩相短路會導致電路中的電流變大，其決定因素就是短路點與電源間的距離。所以利用檢測定位技術可以運用指示器依據電流方向和距離就可以判斷出發生故障的具體位置，且準確性較高。

3.3故障恢復

根據上述得到的故障位置對故障進行恢復，故障恢復的速度決定著故障檢測與恢復方法的可靠性。電氣自動化系統故障恢復是一個多目標，多約束的復雜過程，在電氣自動化系統中，某一位置都存在著大量的聯絡開關與分段開關，若是該系統發生故障，就會導致開關組合的解空間變得巨大，因此需要對其負荷進行恢復，可見電氣自動化系統故障恢復是非常復雜的問題。本文主要采用基礎配置電氣配置器對電氣自動化系統的故障進行恢復。基礎配置電氣配置器先對檢測數據進行接收，通過處理轉換成指令，對故障進行修復。基礎配置電氣配置器主要是將故障零部件進行替換，從而使系統重新穩定運行。

電氣自動化系統故障恢復過程為：（1）當電氣自動化系統發生故障發生后，故障檢測程序會及時的對故障進行檢測以及定位并將得到的數據信息進行傳輸，基礎配置電氣配置器會對上述數據信息進行接收。根據接收到的故障信息可以知道發生故障的具體位置，通過指令使故障周圍的開關關閉，隔離故障源；（2）將故障源隔離后，除了故障線路外，另外兩部分電路也處于失電狀態，將兩部分進行連接，恢復對兩部分的供電；（3）通過對故障信息進行分析，采用基礎配置電氣配置器對故障源進行替換，其主要采用差分進化算法對故障進行恢復，該算法具有原理簡單、收斂速度快、控制參數少的特點。

3.4實驗結果與分析

為了保證優化的故障檢測與恢復方法的有效性，設計實驗對其進行驗證。在實驗過程中，將船舶電氣自動化系統作為實驗對象，主要是對其故障進行檢測與恢復。為了保證實驗過程與結果的準確性，使用優化的故障檢測與恢復方法與現有的故障檢測與恢復方法進行比較，觀察實驗對比結果。在實驗過程中，將現有的故障檢測與恢復方法稱為對照組，優化的故障檢測與恢復方法稱為實驗組。

4電氣自動化技術在電力系統中的發展趨勢

自動化技術的應用使我國電力系統逐漸走上智能化、自動化發展進程，同時使我國電力系統的發電水平和電力傳輸水平，都能夠與世界水平保持一致。當然，我國的電氣自動化技術還不夠完善與創新，這便要求我國必須要對電氣自動化技術進行不斷更新與發展，使我國電力系統發展處于遙遙領先地位。此外，還要求有關部門根據我國的基本國情對電氣自動化技術進行進一步改善：首先，改善電氣自動化技術的連接狀態，使其由開放狀態轉變為閉合狀態。其次，對發電方式進行改善，爭取找到一種既節能環保，又高效率的發電方式。第三，利用智能化設備取代人工的某些具有危險性的工作，避免人來操作危險項目。

結語：總之，隨著我國社會網絡信息技術的快速發展和科學技術的進步，自動化技術在此背景下得到了快速發展，隨之被廣泛應用在社會各行各業的發展中，尤其是在船舶行業應用的比較多。電氣自動化系統在船舶中的應用，有效的提高了工作效率，使電氣自動化設備和監控系統更加完善，電氣自動化技術未來的發展方向緊跟社會時代的發展需求，追求環境生態化發展的目標。最后文中對船舶電氣自動化設備故障排除原則、排除步驟和排除方法進行較為全面的分析，有利于保障工作人員在檢修過程中安全性，保障船舶電氣自動化設備的正常運行，促進船舶行業的穩定發展，同時促進我國國民經濟的發展。

參考文獻：

[1]康健.基于船舶電氣自動化系統可靠性的保障技術[J].電子技術與軟件工程，2017（14）：151.