(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211073412.9 (22)申请日 2022.09.02 (71)申请人 哈尔滨工程大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号哈尔滨工程大学科技处 知识产权办公室 (72)发明人 张兰勇　任元杰　田玉茹　刘胜　 李冰　常佳程　谭逸凡　段应坤　 任伟杰　赵世泉　 (51)Int.Cl. H02J 13/00(2006.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种船舶中压直流供电系统电能质量在线 评价方法 (57)摘要 本发明提供一种船舶中压直流供电系统电 能质量在 线评价方法， 包括电能质量在线测试数 据管理模块、 电能质量在线评价模块。 电能质量 在线测试数据管理模块和电能质量在线测试评 价是基于Pyt hon编程语言， 对船舶供电系统设备 运行状态的数据上传至所搭建的船舶供电系统 仿真平台， 并根据电能质量评价体系标准和多智 能体马尔可夫决策过程， 对当前系统的电能质量 状态进行评价。 本发明能够将船舶供电系统组成 设备设计为可视化架构， 点击设备名称可查看该 设备的测试数据及状态评价详细信息， 且执行效 率和准确度高。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 115459441 A 2022.12.09 CN 115459441 A 1.一种船舶中压直流供电系统电能质量在线评价方法， 包括电能质量在线测试数据管 理模块、 电能质量在线评价模块； 其特 征在于： 电能质量在线测试数据 管理模块， 通过底层船舶供电系统模型与人机交互界面之间的 实时数据传输， 实现对设备的电压、 电流、 功率、 谐波、 频率 等实时数据的显示； 电能质量在线评价模块， 采用多智能体马尔可夫决策过程作为电能质量评价体系结 构， 电能质量评价问题可通过解 算一个有约束的Multi ‑Agent马尔科 夫决策过程解决。 2.根据权利要求1所述的船舶中压直流供电系统电能质量在线评价方法， 其特征在于， 所述电能质量在线测试数据管理模块， 在操作系统上， 以PSCAD为软件开发工具， 搭建船舶 供电系统的整体仿真模型， 根据仿真模型使用PyCharm软件建立系统在线测试数据库及人 机交互界面， 通过底层船舶供电系统模型与人机交互界面之间的实时数据传输， 实现对设 备的电压、 电流、 功率、 谐波、 频率等实时数据的显示， 同时通过数据记录文件， 能够随时访 问系统设备状态运行的历史数据， 并形成历史数据和波形文件。 3.根据权利要求1所述的船舶中压直流供电系统电能质量在线评价方法， 其特征在于， 所述的电能质量在线评价模块， 电能质量评价策略是将Multi ‑Agent马尔可夫决策过程分 解成l个独立或松耦合的局部马尔可夫决策过程问题， 独立求解每个局部过程并将他们的 策略π1, π2,... πl组合生成联合策略π＝( π1, π2,... πl)作为Multi ‑Agent马尔可夫决策过程 的解， 船舶中压直流供电系统对电能进行质量评价结果的最优决策问题可以通过求解一个 有约束Multi ‑Agent马尔可 夫决策过程的最优解得到 。 4.根据权利要求1所述的船舶中压直流供电系统电能质量在线评价方法， 其特征在于， 所述的电能质量在线评价模块， 电能质量在线评价过程的思路与特征， 其核心步骤是估算 转移概率和及时奖励因子， 根据决策器算法对电能质量进行等级概率评价， 最终执行该动 作所对应的等级被分配给相应的Agent， 实现等级评价的自主化。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115459441 A 2一种船舶中压直流供电系统电能质量在线 评价方法 技术领域 [0001]本发明属于船舶中压直流电力推进系统领域， 特别是涉及一种船舶中压直流供电 系统电能质量在线评价方法。 背景技术 [0002]船舶中压直流推进系统能够将船舶上的日常用电、 脉冲武器用电、 推进系统用电 等多种用电设备分区域配电， 从而提高供电系统的灵活性以及 对能量进 行综合利用与统一 管理。 并且中压直流配电系统并非是向船舶原始直流电站与输电技术的倒退， 其核心思想 是通过采用新的区域配电网络拓扑结构， 将船体分割成几个配电区域， 每个配电区域经 由 负载中心获得直 流母线传输的电能以向多种用电设备 供电。 [0003]由于船舶电网容量较小， 在实际的运行过程中会遇到不 同的工况状态， 并且船舶 上配置了大量的电力电子设备， 这些约束条件都会对船舶的电能质量造成很大 的影响。 当 船舶运行时， 一旦电能质量下降， 不仅会使得相关的电气装置的使用效率下降， 电气设备的 使用寿命 大大缩短， 船舶电力设备的安全裕度降低， 甚至会影响工作人员的人身安全， 而且 还会造成船舶电网产生更多的谐波分量和功 率因素降低。 因此对船舶运行时电能质量的评 价是在全电力船舶兴起之后所必要研究的方向之一。 [0004]在现有的文献和资料 中， 并没有公开的船舶供电系统电能质量在线评价系统结构 设计方法， 大都是针对系统概念框架进行故障诊断以及容错控制等理论探索工作。 本发明 将传感器采集到的船舶实时数据进 行保存， 并对 数据进行清洗， 处理好的数据上传至PS CAD 软件， 根据电能质量评价体系和多智能体马尔可夫决策过程决策出最终的评价等级。 本发 明采用模块化的设计方式,具有良好的扩展性和可升级性,并且可以准确高效的对船舶各 区域的电能质量进行评价。 发明内容 [0005]本发明为了解决中压直流综合电力系统船舶的实际需求， 提出一种船舶中压直流 供电系统电能质量在线评价方法， 主要对船舶供电系统提供的电能进 行监测、 保护和管理， 有效预防电能故障， 在显示界面实时显示系统各区域配电信息及系统的运行状态。 [0006]本发明的目的是这样实现的： [0007]1.电能质量评价策略 [0008]电能质量在线评价系统首先通过船舶状态信息和数据采集系统确定t时刻系统的 状态， 根据搭建的软件环 境， 每个Agent可以获得电压偏差、 电压暂降、 三相不平衡、 谐波、 频 率偏差、 波动、 闪变以及可靠性8种评价依据， 元素Rijreq在评价标准矩阵中表示当前状态下 Agenti可被分类为电能质量特质、 优质、 良好、 中等和合格的j的概率。 相似地， 等级评价矩 阵中元素rij表示Agenti被评为特质、 优质、 良好、 中等和合格的j等级。 然后这些信息作为 Mulit‑Agent决策过程中的输入来产生一个实时准确的电能评价策略。 电能质量指标的等 级界限划分如表1所示。说　明　书 1/7 页 3 CN 115459441 A 3