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龙图腾网获悉东北大学申请的专利一种基于数据驱动的直流微电网故障检测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119986238B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510068984.5，技术领域涉及：G01R31/08；该发明授权一种基于数据驱动的直流微电网故障检测方法是由李霄剑;汤亚军;马振磊;王君蓝;张栋宇设计研发完成，并于2025-01-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于数据驱动的直流微电网故障检测方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于数据驱动的直流微电网故障检测方法，涉及直流微电网的故障检测及安全控制技术领域。本发明针对微电网系统的参数未知的情况下，通过系统运行获取输入输出数据，构造未知输入观测器进行故障检测。与单系统相比，本发明在数据驱动框架内对不可测量的互连项进行估计，辨识出系统矩阵。另外，在设计未知输入观测器的基础上将观测器的设计转化为求解线性矩阵不等式并考虑鲁棒性能指标和敏感性能指标，最后实现各个直流电机的故障检测。本发明在仅获取输入输出数据的情况下，设计的检测器仍可完成检测任务，除此之外，本发明提出的方法，使用大量的系统运行过程数据，通过直接在计算机上编程，即可实现在线投入使用，成本十分低廉。

本发明授权一种基于数据驱动的直流微电网故障检测方法在权利要求书中公布了：1.一种基于数据驱动的直流微电网故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：构建直流微电网中分布式发电单元的状态空间模型，并采集各个分布式发电单元的输入输出数据元组； 步骤2：利用行子空间方法，分别辨识耦合单个分布式发电单元的状态，得到耦合单个分布式发电单元的状态的估计值；所述耦合单个分布式发电单元为待检测的分布式发电单元相邻的分布式发电单元； 步骤3：重复步骤2，得到待检测的分布式发电单元对应的所有耦合单个分布式发电单元的状态的估计值； 步骤4：根据输入输出数据元组和待检测的分布式发电单元对应的所有耦合单个分布式发电单元的状态的估计值，辨识无故障时待检测的分布式发电单元的状态空间模型中的系统矩阵； 步骤5：根据辨识的无故障时待检测的分布式发电单元的状态空间模型中的系统矩阵，设计未知输入观测器； 所述步骤5具体包括： 步骤5.1：根据辨识的无故障时待检测的分布式发电单元的状态空间模型中的系统矩阵，构建未知输入观测器的表达式； 首先将所有耦合单个分布式发电单元的状态序列作为未知输入dik，然后将步骤4辨识的系统矩阵带入有故障时分布式发电单元的状态空间模型中，得到： yik＝Cixik+vik, 其中，xik∈Rn为当前时刻第i个分布式发电单元的状态，i为分布式发电单元的编号，k为当前运行的瞬态时间，n为分布式发电单元的状态的维数，xik＝[VikIik]T，Vik为当前时刻第i个分布式发电单元的负载处的电压；Iik为当前时刻第i个分布式发电单元产生的电流；和为第i个分布式发电单元的未知的系统矩阵，表示第i个分布式发电单元与其相邻的分布式发电单元之间的相互作用；Cti是第i个分布式发电单元的并联电容，Rij为电源线电导，Lti为第i个分布式发电单元的滤波器的电感，Rti为第i个分布式发电单元的滤波器的电阻，j为与第i个分布式发电单元相邻的分布式发电单元的编号；Ci＝I为单位矩阵，为系统矩阵Ai的估计值；fik∈Rm为第i个分布式发电单元的执行器故障向量，m为第i个分布式发电单元的输入向量的维数，yik∈Rn为第i个分布式发电单元的输出向量，vik∈Rn表示第i个分布式发电单元的测量噪声，是耦合单个分布式发电单元的状态序列，为系统矩阵，Ni为与第i个分布式发电单元相邻的分布式发电单元的集合； 对分布式发电单元设计如下形式的未知输入观测器： 其中，zik+1和zik分别为第k+1时刻和第k时刻第i个分布式发电单元未知输入观测器的状态，uik∈Rm为第i个分布式发电单元的输入向量，uik＝[VtikILik]T，Vtik为当前时刻第i个分布式发电单元的转换器的控制命令，ILik为当前时刻第i个分布式发电单元所需电流；为k时刻的状态的估计值，Ti,Fi,Ki和Hi是待设计的观测器参数矩阵，且满足下面的等式： 其中，I为单位矩阵，Hi,1和Hi,2是未知输入观测器中的系数矩阵； 步骤5.2：求解未知输入观测器中的参数矩阵，使得设计的未知输入观测器满足敏感性能H_和鲁棒性能H∞； 基于未知输入观测器23，可以得到估计误差方程和残差方程为： eik+1＝Tieik+FiBifik-Ki+Hi,1vik25 rik＝Cieik+vik 其中，rik为残差，为k+1时刻估计误差，eik为k时刻估计误差，为k+1时刻的状态的估计值；通过引入敏感性能指标和鲁棒性能指标，使得设计的未知输入观测器满足敏感性能H_和鲁棒性能H∞； 当估计误差的初始状态为零时，残差rik对故障信号fik具有敏感性，即满足敏感性能：其中βi为敏感性能指标； 当估计误差的初始状态为零时，残差rik对测量噪声vik具有鲁棒性，即满足鲁棒性能H∞：其中，λi鲁棒性能指标； 首先，给定鲁棒性能指标λi，将求解未知输入观测器的参数矩阵转化成求解下面的最优化问题： 其中Vi，Ui，Zi，Pi,1，Pi,2和Qi为需要求解的矩阵，即最优化问题中的决策变量，*表示矩阵中的对称项，表示矩阵X加上矩阵X的转置，ξi,1和θl是提前给定的常数，为矩阵的伪逆；Li是提前给定的矩阵，ξi,2是提前给定的常数， 然后从线性矩阵不等式26中求解得到Qi,Vi,Ui，由于进而计算得到未知输入观测器的参数矩阵为Hi,2＝TiKi,Hi＝Hi,1+Hi,2； 步骤6：基于步骤5得到的未知输入观测器，设计残差生成器并利用残差生成器得到残差信号； 步骤7：计算一段时间内的残差信号的平均能量，与设定的检测阈值进行比较，实现故障检测。

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