基于智能重构算法的舰船电力系统研究
船舶电力系统的智能化控制方法
船舶电力系统的智能化控制方法在当今科技飞速发展的时代，船舶电力系统的智能化控制已成为提升船舶运行效率、安全性和可靠性的关键。
船舶电力系统犹如船舶的“动力心脏”，为各种设备和系统提供稳定、可靠的电力供应。
而智能化控制方法的应用，则使得这颗“心脏”能够更加高效、智能地跳动。
船舶电力系统的构成较为复杂，包括发电设备、配电设备、输电线路以及各种用电负载等。
传统的船舶电力系统控制方式往往依赖人工操作和简单的自动化控制，存在着响应速度慢、精度低、适应性差等问题。
随着船舶的大型化、自动化和智能化发展，对电力系统的控制要求越来越高，智能化控制方法应运而生。
智能化控制方法中的一种重要技术是基于模型预测控制（Model Predictive Control，MPC）。
这种方法通过建立船舶电力系统的数学模型，预测未来一段时间内系统的状态，并根据优化目标和约束条件，计算出最优的控制策略。
例如，在船舶负载变化频繁的情况下，MPC 可以提前预测负载需求，及时调整发电机的输出功率，从而保持电网电压和频率的稳定。
模糊逻辑控制也是船舶电力系统智能化控制中的常用方法。
它不需要精确的数学模型，而是基于模糊规则和模糊推理来实现控制。
对于船舶电力系统中那些具有不确定性和非线性特征的部分，如负载的突然变化、发电机的动态特性等，模糊逻辑控制能够有效地进行处理。
通过定义模糊集和模糊规则，模糊逻辑控制器可以根据输入的模糊变量，如电压偏差、频率偏差等，快速给出相应的控制输出。
此外，神经网络控制在船舶电力系统中也展现出了巨大的潜力。
神经网络具有强大的学习和自适应能力，可以通过对大量数据的学习，建立输入与输出之间的复杂关系。
在船舶电力系统中，可以利用神经网络来预测电力系统的故障，实现故障的早期诊断和预警。
同时，神经网络还可以用于优化电力系统的运行参数，提高能源利用效率。
为了实现船舶电力系统的智能化控制，先进的传感器技术是必不可少的。
传感器能够实时监测电力系统中的各种参数，如电压、电流、功率、频率等，并将这些数据传输给控制系统。
船舶电气工程中的智能化技术研究
船舶电气工程中的智能化技术研究船舶电气工程是船舶工程的重要组成部分，它关系到船舶的动力、通信、导航等关键系统的正常运行。
随着科技的不断进步，智能化技术在船舶电气工程中的应用越来越广泛，为船舶的高效、安全、可靠运行提供了强大的支持。
智能化技术在船舶电力系统中的应用是一个重要的方面。
船舶电力系统是船舶的“动力心脏”，负责为各种设备提供稳定的电力供应。
传统的船舶电力系统在面对复杂的负载变化和故障情况时，往往存在响应速度慢、稳定性差等问题。
而智能化技术的引入，使得船舶电力系统具备了更强大的监测、控制和保护能力。
例如，智能传感器能够实时监测电力系统中的电压、电流、功率等参数，并将这些数据快速传输给中央控制系统。
通过先进的数据分析算法，系统可以及时发现潜在的故障隐患，如过载、短路等，并迅速采取相应的保护措施，避免故障的扩大化。
同时，智能化的电力管理系统还能够根据船舶的负载需求，自动优化发电机的运行状态，实现节能减排的目标。
在船舶电气设备的监测与维护方面，智能化技术也发挥了重要作用。
船舶上的电气设备种类繁多，运行环境复杂，长期处于高负荷、高湿度、高振动等恶劣条件下，容易出现故障。
传统的定期维护方式不仅效率低下，而且难以发现潜在的问题。
智能化监测系统可以对电气设备进行实时在线监测，收集设备的运行数据，如温度、振动、噪声等。
通过对这些数据的分析和处理，可以准确判断设备的运行状态，预测可能出现的故障，并提前制定维护计划。
这种基于状态的维护方式，大大提高了维护的效率和准确性，降低了设备的故障率，延长了设备的使用寿命。
船舶导航与通信系统也是智能化技术应用的重点领域。
智能化的导航系统可以结合卫星定位、惯性导航、电子海图等多种技术，为船舶提供更加精确、可靠的导航服务。
例如，自动识别系统（AIS）能够实时获取周边船舶的位置、航向、航速等信息，帮助船舶驾驶员做出更加准确的决策，避免碰撞事故的发生。
在通信方面，智能化技术使得船舶通信更加高效、稳定。
基于人工智能技术的船舶电气设备自动控制系统
基于人工智能技术的船舶电气设备自动控制系统摘要：进入二十一世纪，我国的经济水平不断提升，带动了我国领域的进步。
现阶段，为确保船舶电气设备稳定运行，设计基于人工智能技术的船舶电气设备自动控制系统，提升自动控制效果。
利用模拟量输入模块采集船舶电气设备信息，经由模拟扩展子模块处理后传输至处理器模块内；通过数字量输入模块采集船舶电力设备开关状态的数字信号，经由开关信号检测电路处理后，传输至处理器模块内；处理器模块采用中央处理器预处理采集的设备信息与开关状态数字信号；PID径向基函数神经网络控制器，依据预处理后的设备信息与开关状态数字信号，输出船舶电气设备自动控制量；数字量输出模块依据设备控制量，经由驱动电路与开关阀驱动电路，自动控制船舶电气设备及其开关状态；利用触摸显示模块呈现船舶电气设备自动控制结果。
实验证明，该系统可有效采集船舶电气设备信息，自动控制效果较优且无超调情况，具备较好的人机交互功能。
关键词：人工智能技术；船舶电气设备；自动控制系统引言船舶电气设备作为基础性设备，发生故障会直接影响船舶的正常运行，因而保证船舶电气设备的安全意义重大。
相关管理人员需始终坚持创新，对电气设备管理以及维修保养工作层层落实，以保证工作效率及质量，为船舶的正常运行奠定坚实的基础。
1船舶电气系统概述船舶电气系统是在大型船舶上安装，利用各种各样的负船载交换装置等共同工程的系统，其作用是为在船舶上开展的各种工作提供电能。
在该设备中存在的各种电气设备，都是系统中非常重要的组成部分，由对应的管线、设备、开关等，共同组成整个系统。
在传统的系统构成中，一般包括电网、大型电站等。
针对船舶电气设备来说，保障设备符合相关规定并且完善，是安全用电基本要条件和要求，基于船舶实际工作的环境条件较差，气温变化大、湿度高，空气中可能存在酸雾、酸雨等腐蚀性的物质，造成设备受到损坏，导致设备性能下降，引发安全问题。
因此，按照船舶运行的基本情况，结合船舶运行环境，将船舶电气系统中的设备要求总结为以下几点：1）所有拥有导电功能的零部件，需要使用电导率较高的材料，如黄铜或者紫铜，安装防护层。
船舶电力系统的智能调度技术研究
船舶电力系统的智能调度技术研究在现代船舶的运行中，电力系统扮演着至关重要的角色。
船舶电力系统的稳定、高效运行直接关系到船舶的航行安全、设备的正常工作以及船员的生活质量。
随着科技的不断进步，智能调度技术在船舶电力系统中的应用逐渐成为研究的热点。
船舶电力系统与陆地电力系统相比，具有其独特的特点和挑战。
首先，船舶空间有限，设备布局紧凑，这对电力系统的集成度和可靠性提出了更高的要求。
其次，船舶在航行过程中会面临各种复杂的工况，如风浪、负载变化等，这使得电力系统的负荷波动较大。
此外，船舶电力系统还需要具备良好的抗干扰能力和应急处理能力，以应对突发情况。
智能调度技术的引入，为解决船舶电力系统面临的这些问题提供了新的思路和方法。
智能调度技术的核心在于利用先进的传感器、监测设备和数据分析算法，实现对电力系统运行状态的实时感知、准确预测和优化控制。
在船舶电力系统中，传感器和监测设备是获取运行数据的关键。
通过安装在发电设备、输电线路和用电设备上的传感器，可以实时采集电压、电流、功率、频率等重要参数。
这些数据被传输到中央控制系统，为后续的分析和决策提供依据。
数据分析算法是智能调度技术的“大脑”。
基于采集到的数据，运用机器学习、数据挖掘等技术，对电力系统的运行趋势进行预测。
例如，可以预测未来一段时间内的负载变化情况，从而提前调整发电设备的输出功率，以确保电力系统的供需平衡。
优化控制是智能调度技术的最终目标。
根据数据分析的结果，制定合理的控制策略，实现对发电设备、配电设备和用电设备的协同控制。
比如，在负载较低时，可以适当降低某些发电设备的运行功率，以提高能源利用效率；在出现故障时，能够迅速切换备用设备，保障电力供应的连续性。
为了实现智能调度，还需要建立完善的通信网络。
在船舶上，由于空间有限和电磁环境复杂，通信网络的稳定性和可靠性至关重要。
采用高速、低延迟的通信技术，如以太网、CAN 总线等，确保各个设备之间能够及时、准确地交换信息。
舰船电力系统智能化发展趋势探究
引言
在舰船电气化、自动化、网络化、信息化、智 能化及模块化程度日趋增长的情况下，舰船电力系 统已成为舰船最重要的系统之一［1］ 。随着电力推 进方式和高能武器的出现，舰船电力系统将发生革 命性的变化，其地位将从辅助系统变成主动力系
Abstract: The shipboard power system is developing towards the next generation characterized of larger system scale, more complex structure and higher status, with urgent need to use the modern information technology and intelligence theory to comprehensively improve the development level. Informatization and intelligence will become the trend of the shipboard power system. The development of the intelligence of the shipboard power system is analyzed and discussed from the perspectives of the unified data interaction standards, intelligent diagnosis and reconstruction, three-dimensional visualization and information security. It can provide reference for the development of the shipboard power system.
船舶电力系统的智能调度与管理技术
船舶电力系统的智能调度与管理技术在现代船舶运行中，电力系统的稳定与高效至关重要。
随着科技的不断进步，船舶电力系统的智能调度与管理技术正逐渐成为保障船舶安全航行和提高运营效率的关键因素。
船舶电力系统就如同船舶的“动力心脏”，为各类设备和系统提供着源源不断的能量。
然而，与陆地电力系统相比，船舶电力系统具有其独特的复杂性和挑战性。
船舶在航行过程中，会面临着负载变化频繁、环境条件恶劣等多种不确定因素，这就对电力系统的调度和管理提出了更高的要求。
智能调度技术是船舶电力系统中的一项重要创新。
它能够根据船舶的实时运行状态和负载需求，快速而精准地分配电力资源。
通过对各类传感器采集到的数据进行实时分析，智能调度系统可以准确判断当前的电力供需情况，并做出相应的调整。
例如，当船舶在加速航行时，动力系统的负载会急剧增加，智能调度系统会迅速将更多的电力分配给推进系统，以确保船舶能够保持所需的速度。
而当船舶处于停泊或低速航行状态时，系统则会相应地减少推进系统的电力供应，将多余的电力分配给其他非关键负载，如生活设施和娱乐设备等，从而实现电力的优化利用。
为了实现这种智能调度，先进的监测和感知技术是必不可少的。
在船舶的各个关键部位，都安装了一系列的传感器，用于实时监测电压、电流、功率因数等关键参数。
这些传感器将采集到的数据源源不断地传输到中央控制系统，为智能调度提供了最基础也是最关键的信息支持。
除了智能调度，高效的管理技术也是船舶电力系统稳定运行的重要保障。
管理技术涵盖了多个方面，包括设备的维护与管理、故障的诊断与预测以及电力系统的优化配置等。
在设备维护与管理方面，通过对设备运行数据的长期监测和分析，可以实现对设备健康状况的实时评估。
例如，通过监测发电机的振动、温度和噪声等参数，可以提前发现潜在的故障隐患，并及时安排维护和修理，避免设备在运行过程中突然出现故障，影响船舶的正常运行。
故障诊断与预测技术则是在故障发生之前，通过对系统运行数据的分析和挖掘，提前发现可能出现的故障趋势，并发出预警信号。
船舶电力系统的智能调度与管理技术研究方法
船舶电力系统的智能调度与管理技术研究方法在现代船舶的运行中，电力系统的稳定与高效至关重要。
船舶电力系统如同船舶的“心脏”，为各类设备和系统提供着源源不断的动力。
随着科技的不断进步，智能调度与管理技术逐渐成为船舶电力系统优化的关键手段。
本文将深入探讨船舶电力系统智能调度与管理技术的研究方法。
船舶电力系统的特点和需求与陆地电力系统存在显著差异。
首先，船舶的空间有限，设备布局紧凑，这对电力系统的集成度和可靠性提出了更高的要求。
其次，船舶在航行中会面临各种复杂的工况，如风浪、负载变化等，电力系统需要具备良好的动态响应能力，以确保稳定供电。
再者，船舶上的用电设备种类繁多，包括通信、导航、推进等关键系统，对电能质量和供电优先级有着严格的规定。
为了实现船舶电力系统的智能调度与管理，我们首先需要建立精确的数学模型。
这个模型要能够反映系统中各个组件的特性和相互关系，包括发电机、变压器、负载等。
通过对这些组件的建模，可以预测系统在不同工况下的运行状态，为调度和管理提供依据。
在建模过程中，需要充分考虑船舶电力系统的非线性和时变性。
例如，发电机的输出特性会受到转速、励磁电流等因素的影响，而负载的变化也具有不确定性。
因此，采用合适的建模方法至关重要。
常见的建模方法有状态空间法、等效电路法等。
同时，为了提高模型的准确性，还需要结合实际测量数据对模型进行验证和修正。
数据采集与监测是智能调度与管理的基础。
通过安装在船舶电力系统各个关键位置的传感器，可以实时获取电压、电流、功率等重要参数。
这些数据不仅能够反映系统的当前状态，还可以为后续的分析和决策提供支持。
然而，仅仅获取数据是不够的，还需要对数据进行有效的处理和分析。
数据处理包括数据清洗、筛选、融合等步骤，以去除噪声和异常值，提高数据的质量。
数据分析则可以采用统计分析、频谱分析等方法，挖掘数据中隐藏的规律和特征。
智能算法在船舶电力系统的调度与管理中发挥着重要作用。
例如，遗传算法可以用于优化发电机的出力分配，以实现最小的燃料消耗和最优的电能质量。
船舶电力系统的智能监测技术研究
船舶电力系统的智能监测技术研究在现代船舶的运行中，电力系统的稳定性和可靠性至关重要。
船舶电力系统就如同船舶的“心脏”，为各种设备和系统提供着源源不断的动力。
随着科技的不断进步，智能监测技术在船舶电力系统中的应用日益广泛，为保障船舶的安全航行和高效运行发挥着关键作用。
船舶电力系统具有复杂、特殊的特点。
首先，船舶在海上航行时会面临各种恶劣的环境条件，如潮湿、盐雾、振动等，这对电力系统的设备和线路造成了较大的影响。
其次，船舶电力系统的负载变化频繁且幅度较大，这对系统的稳定性和动态响应能力提出了很高的要求。
此外，船舶空间有限，电力系统的设备布置紧凑，维护和检修难度较大。
智能监测技术在船舶电力系统中的应用，有效地解决了上述问题。
其中，传感器技术是实现智能监测的基础。
通过在电力系统的关键部位安装各种类型的传感器，如电压传感器、电流传感器、温度传感器等，可以实时获取系统的运行参数和状态信息。
这些传感器具有高精度、高可靠性和快速响应的特点，能够准确地捕捉到电力系统中的细微变化。
数据采集与处理技术则是智能监测的核心环节。
采集到的大量原始数据需要经过有效的处理和分析，才能提取出有价值的信息。
数据处理技术包括滤波、去噪、特征提取等，通过这些手段，可以去除干扰和冗余信息，突出数据中的关键特征。
数据分析则运用了各种数学方法和模型，如统计分析、频谱分析、趋势分析等，对处理后的数据进行深入挖掘，以判断系统的运行状况是否正常，是否存在潜在的故障隐患。
智能诊断与预测技术是船舶电力系统智能监测的重要发展方向。
基于采集和分析的数据，利用人工智能、机器学习等技术，可以对电力系统的故障进行诊断和预测。
例如，通过建立故障诊断模型，将当前的数据与已知的故障模式进行匹配，从而快速准确地确定故障类型和位置。
而预测技术则可以根据系统的历史运行数据和当前状态，预测未来可能出现的故障，提前采取预防措施，避免故障的发生，降低维修成本，提高船舶的运行可靠性。
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关键词： 故障重构算法 ；网络组网拓扑结构 ；高斯智能重构 中图分类号： TM73 文献标识码： A 文章编号： 1672 – 7649(2017)11A – 0055 – 03 doi： 10.3404/j.issn.1672 – 7649.2017.11A.019
i=1
其中， xij 为对象支路负载开关的联通， 0 为断开， 1 为 联通； Si 为对应功率； Mj 为支路 j 的最大承载功率。 开关切换约束条件为： ∑ ∑ z j， (1 − zk ) =
Research on ship power system based on intelligent reconfiguration algorithm
MU Shan (North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450003, China) Abstract: The structure load of modern ship power system and the scale of power grid networking are very large. How to ensure the stability of power grid and power system operation is the most important condition for ship safety operation. Management system of distribution network is an effective means of monitoring and management of power load, the grid fault, you need to reconstruct the network and algorithm of fault location and fault location of power grid reconstruction, the accuracy and timeliness is directly related to the stability of power grid operation based on the network, with the expansion of the traditional reconstruction algorithm can not meet the requirements. This paper focuses on the method based on Gauss dynamic algorithm for smart grid faults, which improves the accuracy of fault detection. Key words: fault reconstruction algorithm；network topology structure；gauss intelligent reconstruction
1 船舶电网组网特点
与陆地电网组网不同，海上电网是三厢不接地模 式，与船舶本体进行绝缘，使得电流能够无阻碍对电 力船舶系统供电，其特点如下： 1）电力系统的负载容量有一定阀值，若电网电流 超过阀值，易产生过大的冲击电流，对设备容器造成 损害。 2）海上航行环境较为恶劣，湿度较大，易腐浊电 力设备。 3）船舶空间有限，电力负载的耦合空间较窄，元 器件故障易引起相邻部件的故障。 4） 对 电 力 系 统 中 关 键 负 载 ， 电 网 会 提 供 备 用 电 路，进行冗余备份。
船舶电网及电力系统中，按照开关类型分为手 动、自动及出口开关，开关数分别为 yG于船舶电力系统容量及空间有限，还需要对目 标函数进行条件约束。 负载容量约束条件如下：
m ∑
xi j S i ⩽ M j ，
(5)
图 1 树形结构组网 Fig. 1 Tree structure networking
第 39 卷 第 11A 期 2017 年 11 月
舰 船 科 学 技 术 SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 39, No. 11A Nov. , 2017
基于智能重构算法的舰船电力系统研究
穆 杉
(华北水利水电大学，河南 郑州 450003)
收稿日期 : 2017 – 09 – 05 作者简介 : 穆杉 (1995 – ) ，女，本科，研究方向为电气工程及其自动化。
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舰 船 科 学 技 术
第 39 卷
对于电网故障的重构，需要首先对组网模型进行 研究，现有的组网模式有树形配电组网、环形配电组 网、混合配电组网等，树形组网如图 1 所示。
摘 要 : 现代船舶电力系统结构复杂，电网组网规模庞大，如何保障电网及电力系统运行稳定是船舶安全运
行的首要解决条件。配电网络管理系统是监测、管理电网负载运行的有效手段，对于电网故障，需要通过重构网络 及算法分析定位故障点及原因，基于电网重构故障定位的准确性与时效性直接关系到电网运行稳定，随着组网规模 扩大，传统重构算法已不能满足要求。本文重点研究了基于高斯动态算法智能电网故障重构方法，有效提高了故障 搜索的准确性。
0 引 言
随着现代航运业的发展，船舶体积及动力系统越 来越强大，伴随着海上电子组网结构复杂度的增加， 传统的船舶动力系统及电网故障定位策略精度及实效 性已经不能满足现代船舶要求。 船舶通过配电网络管理系统来对电网进行检测， 若检测到电网故障，需要对故障进行分析，由于电网 结构复杂，现在常用网络重构算法来定位故障现象并 分析故障原因。 本文以实际电网组网模型作为仿真模型，重点研 究了基于高斯动态算法智能电网故障重构，最后给出 了实验结果。