船舶电气自动化系统的故障检测与恢复方法优化

张炜炜

摘 要：随着我国经济的不断发展，船舶运输行业也在飞速的向前发展。船舶在多个系统的互相合作下稳定运行，若是其中某一系统出现故障，就会导致系统失效，甚至会直接导致船舶无法正常航行。尤其是船舶电气自动化系统，该系统主要是为其它系统提供电力支持，是其他系统稳定运行的基础，若是该系统出现故障，就会导致其他系统的运行受到威胁，从而导致船舶无法正常航行。所以，对船舶电气自动化系统进行故障检测与恢复非常必要。现有的船舶电气自动化系统故障检测与恢复方法存在着故障检测精准度低与检测效率低的缺陷，无法对越来越复杂的电气自动化系统进行故障检测与恢复，因此，本文对故障检测与恢复方法进行优化，实现对船舶电气自动化系统的故障检测与恢复。

关键词：船舶电气自动化系统；故障检测；恢复方法优化

1船舶电气自动化的发展现状

自动化技术的应用在很大程度上降低了工作人员的工作强度，提高了工作效率，在船舶应用中效果比较明显。在船舶运行中的多个环节应用到自动化技术，比如，在船舶的运行、装运、卸载和管理等等，提高了船员的工作效率，加强了对船舶的管理。船舶自动化技术的应用，可以使船长在总工作舱实时的关注着船舶各个部分的具体情况，对船舶设备出现的问题及时的发现并解决，从而构成一个比较全面性和系统性的电气自动化系统，促进船舶的安全运行。但是，还需要对电气自动化系统进行创新，提高该系统的稳定性和可靠性，对船舶设备中的存在的故障进行及时的排除，保障船舶的安全运行，促进船舶行业的发展。

2船舶电力系统中电气自动化技术应用要点

在电力系统行业管理工作体系内，要想提升系统管理水平和运行安全性，就要集合运营管理需求建立健全系统化管控模式。目前，电力系统要想具备良好的操作性能和操作环境，就要对设备以及控制流程进行简化，从而提高对故障问题的敏感程度，并且在较短的时间内完成修复和诊断工作。值得一提的是，因为电气自动化技术本身就较为突出的可靠性特点和可行性价值，因此，能在短时间内完成故障搜索和处理，维护系统运行的自动化水平以及智能化效果。

第一，应用电气自动化技术，将逐渐趋于信息化发展模式，计算机技术的应用成为了行业的基础导引，也发挥了关键性作用，为了进一步提高信息化技术运行效率，就要践行技术信息化发展规程，确保能对电力行业的环保价值予以分析，建构完整的监督监管机制，且能降低电能损耗几率，为自动化技术应用效果的优化提供保障。

第二，结合监控技术和监督管理制度对相应操作流程予以完善，以保证自动化技术应用效果能满足实际需求，为智能化电网功能化管理以及优势项目监督提供保障。另外，要对要点予以集中监管，电力系统操作模式也主要以物理模式居多，为了保证其敏感性，就要积极应用自动化技术流程，实现技术管理和智能化发展目标。

第三，应用自动化技术就能提升运行的经济性价值，避免不必要的项目影响具体操作流程，且能有效提高系统的安全性，这种经济性较好的管控流程能维护电力系统的操作工序以及电网发展的基本效果。

3船舶自动化故障检测

3.1故障数据源获取

船舶电气自动化系统常见的故障为电路接触问题与短路故障，因此，本文主要对其电路故障进行检测与定位。对故障进行检测与定位是故障检测与恢复方法中的基础与核心，也是故障恢复的前提。故障数据源的获取是进行故障检测的前提和基础，其数据源的完善程度决定着检测的准确率和速率。本文主要是通过对船舶电气自动化系统进行仿真，获得原始数据，将其存储为CSDF文件。然后对CSDF文件的数据进行提取并对其进行参数化等数据预处理操作，获取特征数据集。

经过转换得到标准特征数据集。采用二分K均值聚类对标准特征数据集进行故障合并，得到类数据集。

3.2故障定位

上述得到故障类距离，通过样本与故障类分布中心之间的距离对故障位置进行定位，这对故障恢复至关重要，是故障恢复的前提与基础。只有对故障进行精准的定位，才能对故障进行及时以及针对性的恢复，保障电气自动化系统的稳定运行。不同的连接方式，造成故障所在区域及产生的危害性也不同，如果运用中性点不直接接地的方法进行连接就会很容易导致短路问题。相间短路就会导致电源供电回路的阻抗力变小，会使短路回路中的电流在幅度增加；两相短路会导致电路中的电流变大，其决定因素就是短路点与电源间的距离。所以利用检测定位技术可以运用指示器依据电流方向和距离就可以判断出发生故障的具体位置，且准确性较高。

3.3故障恢复

根据上述得到的故障位置对故障进行恢复，故障恢复的速度决定着故障检测与恢复方法的可靠性。电气自动化系统故障恢复是一个多目标，多约束的复杂过程，在电气自动化系统中，某一位置都存在着大量的联络开关与分段开关，若是该系统发生故障，就会导致开关组合的解空间变得巨大，因此需要对其负荷进行恢复，可见电气自动化系统故障恢复是非常复杂的问题。本文主要采用基础配置电气配置器对电气自动化系统的故障进行恢复。基础配置电气配置器先对检测数据进行接收，通过处理转换成指令，对故障进行修复。基础配置电气配置器主要是将故障零部件进行替换，从而使系统重新稳定运行。

电气自动化系统故障恢复过程为：（1）当电气自动化系统发生故障发生后，故障检测程序会及时的对故障进行检测以及定位并将得到的数据信息进行传输，基础配置电气配置器会对上述数据信息进行接收。根据接收到的故障信息可以知道发生故障的具体位置，通过指令使故障周围的开关关闭，隔离故障源；（2）将故障源隔离后，除了故障线路外，另外两部分电路也处于失电状态，将两部分进行连接，恢复对两部分的供电；（3）通过对故障信息进行分析，采用基础配置电气配置器对故障源进行替换，其主要采用差分进化算法对故障进行恢复，该算法具有原理简单、收敛速度快、控制参数少的特点。

3.4实验结果与分析

为了保证优化的故障检测与恢复方法的有效性，设计实验对其进行验证。在实验过程中，将船舶电气自动化系统作为实验对象，主要是对其故障进行检测与恢复。为了保证实验过程与结果的准确性，使用优化的故障检测与恢复方法与现有的故障检测与恢复方法进行比较，观察实验对比结果。在实验过程中，将现有的故障检测与恢复方法称为对照组，优化的故障检测与恢复方法称为实验组。

4电气自动化技术在电力系统中的发展趋势

自动化技术的应用使我国电力系统逐渐走上智能化、自动化发展进程，同时使我国电力系统的发电水平和电力传输水平，都能够与世界水平保持一致。当然，我国的电气自動化技术还不够完善与创新，这便要求我国必须要对电气自动化技术进行不断更新与发展，使我国电力系统发展处于遥遥领先地位。此外，还要求有关部门根据我国的基本国情对电气自动化技术进行进一步改善：首先，改善电气自动化技术的连接状态，使其由开放状态转变为闭合状态。其次，对发电方式进行改善，争取找到一种既节能环保，又高效率的发电方式。第三，利用智能化设备取代人工的某些具有危险性的工作，避免人来操作危险项目。

结语：总之，随着我国社会网络信息技术的快速发展和科学技术的进步，自动化技术在此背景下得到了快速发展，随之被广泛应用在社会各行各业的发展中，尤其是在船舶行业应用的比较多。电气自动化系统在船舶中的应用，有效的提高了工作效率，使电气自动化设备和监控系统更加完善，电气自动化技术未来的发展方向紧跟社会时代的发展需求，追求环境生态化发展的目标。最后文中对船舶电气自动化设备故障排除原则、排除步骤和排除方法进行较为全面的分析，有利于保障工作人员在检修过程中安全性，保障船舶电气自动化设备的正常运行，促进船舶行业的稳定发展，同时促进我国国民经济的发展。

参考文献：

[1]康健.基于船舶电气自动化系统可靠性的保障技术[J].电子技术与软件工程，2017（14）：151.