基于迁移支持向量机的舰船综合电力系统继电保护方法研究

发布时间：2021-07-14 22:38

　　随着舰船综合电力系统的发展,系统配置、网络结构以及运行模式已经发生巨大改变,导致传统舰船继电保护方法无法满足安全性需要。分析了舰船综合电力系统的故障特征信号,提出了一种基于迁移支持向量机的智能继电保护方法。推导了所提出方法的数学模型,并建立了相应的仿真模型。在PSCAD/EMTDC软件中,构建舰船电力系统故障模型,对方法进行了对比分析,验证了其有效性。仿真结果表明:基于迁移支持向量机的智能继电保护方法,可以对舰船综合电力系统中复杂的故障进行判断,全方位满足保护要求。 

【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(23)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

系统故障位置示意图

k代表该样本的故障类型或保护动作策略。同时，由于舰船多个备用工况之间也具有主次之分，则需要对S中不同工况样本数据设置权重系数uj。其中0<uj<1，uj越大代表该样本所在工况为主备用，uj越小则为次备用。综上，采用TrSVM方法，可以降低S中小uj样本对模型的影响。根据所有工况数据所建舰船故障诊断模型，优先满足T中样本被正确辨识的实际需求。同时，保留S中样本被正确辨识的能力。下图为二维空间中，对T和S数据的线性分类问题，SVM与TrSVM方法的分类面建立情况对比。图2中，L1为最终得到的分类线，L2、L3分别为各类中经过距L1最近数据样本，并平行于L1的直线，w为L1的法方向，有标注的数据点为T中数据。TrSVM方法通过对减少S中误分类数据的权重，使得分类面向增加T中正确分类的方向移动。图2二维空间二分类问题对比图Fig.2Comparisonoftwo-classificationproblemintwodimensionalspaces为了求解L1，根据线性判别式的一般形式f(x)wxb，对应的分类面表达式为wxb0(3)将判别式进行归一化，保证所有样本都满足f(x)1的同时，引入松弛因子k，允许错分样本的存在，式(3)满足：[()]1kkkywxb(4)当01k时，kx被正确分类；当1k时，kx被错分。为了得到最大分类间隔2w，并对S中数据增加权重系数uj，降低约束，允许错分情况的出现，得到在式(4)约束下的二次规划寻优问题。2111min21,1,,s.t.,1,,0,1,,mmnijjijmiiijjjkCCybimybjmmnkmnwwxwx(5)

中q为多项式的阶数；径向基核函数：22exp[/]ijijkxxxx；双层感知机核函数：tanh[]ijijkxxxx等，就可以满足大多数非线性映射的需求。为了提高决策准确性，使所提出的保护方法更加契合舰船电力系统的运行状态，加入核函数增加决策函数的非线性映射能力，将式(11)变为1()mniiiiyaykbxxx(12)该模型可以通过监测电气信号对舰船综合电力系统的运行情况进行判定，实现故障定位以及通信相应的断路器动作，最终切除故障，保护系统正常运行。智能继电保护方法流程图如图3所示。图3基于TrSVM的智能继电保护方法流程图Fig.3FlowchartofTrSVMbasedonintelligentrelayprotectionmethod3方法验证3.1仿真建模本文在PSCAD/EMTDC软件中搭建如图1的


本文编号：3285025