[发明专利]一种基于BDI多智能体的船舶电力系统重构方法

说明书

技术领域：

本发明涉及船舶电力系统故障重构控制，特别是一种基于BDI(信念-意愿-意图)多智能体的船舶电力系统故障重构方法。

背景技术：

随着我国船舶工业及航海事业的迅速发展，船舶电力系统的容量不断增大，对电力系统的安全可靠性要求越来越高。为满足船舶电力系统对供电可靠性较高的要求，船舶电力系统故障重构作为故障时的重构附加优化手段得到了相应的研究与应用。近年来，多智能体技术(Multi-Agent,MA)作为分布式人工智能的重要组成部分，在电力系统重构中的应用发展迅速，而BDI智能体作为认知型的典型，能够模拟人的认知思维逻辑推理能力，不仅具有较好的学习能力、交互能力，而且具有较强的自主能力，能够在船舶电力系统故障时生成满足船舶电力系统约束的重构策略，缩短电力系统重构时间，提高重构效率。

船舶电力系统故障重构的BDI多智能体是具有感知能力、问题求解能力和通信能力独立自治的计算实体，如数字控制器、软件程序、数字测量仪表及重构算法开发PC机。各BDI智能体通过传感器感知船舶电力系统电气量及开关状态量信息，并通过通信掌握其他BDI智能体状态，能够针对船舶电力系统的三相短路接地故障信息生成相应的重构策略，通过数字控制器控制相应空气断路器、自动装置分断开关及接触器执行器，实现船舶电力系统的故障重构，保障船舶电力系统安全可靠供电，维持船舶电力系统稳定高效的运行。

发明内容：

本发明是根据船舶电力系统特点，针对船舶电力系统对供电较高的可靠性要求和三相短路接地故障时重构问题，提供一种基于BDI多智能体的船舶电力系统故障重构方法。该方法以船舶环形区域配电系统为控制对象，采用节点结构多智能体配置，将智能体分为：决策智能体和执行智能体两大类，决策智能体包含全局决策智能体和各元件局部决策智能体，各智能体构成梯形结构；基于现场总线各决策智能体间采用点对点方式通讯，各元件局部决策智能体与相应执行智能体间采用协调者转发的广播通信方式；各智能体的状态信息可以在PC机及监视上位机上集中显示，方便监控人员及时了解电力系统的运行状态；当船舶电力系统故障时，能够在BDI多智能体的作用下产生满足系统约束的可执行重构策略意图，进而在数字控制器的作用下，作用于船舶电力系统执行器，实现船舶电力系统故障重构，提高船舶电力系统的重构效率，保障船舶电力系统供电的安全可靠性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明基于BDI多智能体的船舶电力系统故障重构方法以船舶环形区域配电系统为控制对象，该电力系统主要由船舶柴油发电机组、电力推进电动机组、母线直供负荷、区域负荷及电力网络组成，现场设备层与系统管理层主要采用基于现场总线的通信方式，通过数字控制器控制船舶柴油发电机组与电力推进电动机组及开关状态的执行器，整个船舶电力系统多智能体结构分为智能体层、信息交互层与物理层三个层次。船舶电力系统多智能体分为：决策智能体和执行智能体，决策智能体又包括全局决策智能体和各元件局部决策智能体。各元件局部决策智能体包含发电机决策智能体GA、电力推进电动机决策智能体MA、母线决策智能体BA、母线直供负荷决策智能体LA及区域负荷决策智能体ZA。各智能体构成梯形结构，基于现场总线各元件局部决策智能体间采用点对点方式通讯，各元件局部决策智能体与相应执行智能体间采用协调者转发的广播通信方式通讯。

本发明根据上述船舶电力系统多智能体配置及通讯方式将BDI多智能体方法应用于船舶电力系统三相短路接地故障重构研究中，通过各BDI智能体的交互协作实现船舶电力系统的故障重构。具体实现步骤如下：

1.船舶电力系统运行状态监视。由处于现场设备层的发电机执行智能体，电力推进电动机执行智能体，母线执行智能体，母线直供负荷执行智能体和区域负荷执行智能体通过传感器采样电力系统电压、电流、频率等电气量及各开关元件状态量信息，在联想记忆单元的作用下对不完备信息进行处理产生信念(Belief)，反映船舶电力系统的运行状态，监视船舶电力系统的运行，更新信念库。

2.船舶电力系统故障信息的提取。船舶电力系统发生三相短路接地故障时，相应执行智能体通过传感器监测到电气量和开关元件状态量在故障信息知识库和混沌神经网络的作用下，实现故障诊断及故障定位，同时将故障信息上传给相应元件局部决策智能体GA、MA、BA、ZA或LA。