【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水电机组设备控制决策领域，具体涉及一种基于群表示论和轮换表决算法的水电机组设备轮换方法。
技术介绍
1、目前，多台设备轮换方式在大型水轮发电机组中的应用场合较多，而现用的轮换表决机制存有不足，其设计方法以经验为主，缺乏统一完备的理论指导，轮换逻辑不完善，需进一步优化改进。现常用的轮换方式特点为：（1）对多台设备设置简单组合搭配，以致设备轮换方式单一，未能充分发挥多台冗余设备的优势；（2）对多台设备设置较为复杂的轮换方式，以致逻辑不够完善，程序代码可读性差，隐藏的逻辑错误难以检测。而设备具备科学合理的轮换方式是其保持稳定运行的因素之一，因此设计并采用更科学有效的轮换算法对设备的稳定控制具有重要意义，确保机组的稳定安全运行。
2、在工业领域需要多台设备轮换使用的运行方式较为普遍，但多台设备的轮换逻辑算法复杂度随轮换设备的增多而剧增，至今尚未有完善统一的算法。例如，3台设备轮换方式有6种，而6台则高达720种！现有的轮换逻辑设计方法主要基于经验总结和枚举法，仅针对特定台数，缺乏系统性和一般性，无法推广。但对于复杂的轮换状况，在缺乏完善的理论方法指导情况下，纯靠经验和枚举法来完成逻辑算法设计的难度较大，或面临算法复杂，程序逻辑冗长，可读性差的难题，并且其中存在逻辑错误不易发现和排查。鉴于此，对多台设备的轮换逻辑算法进行理论分析研究，制定严密规范可推广应用的标准逻辑算法具有重要意义！在算法逻辑分析中引入群表示理论将有助于此问题的解决。运用有限群表示理论的强大代数利器，完美刻画轮换逻辑的本质特性，对此问题进行深入探
3、因此，本专利技术对多台设备的轮换逻辑算法进行理论研究，借助有限群表示理论的强大代数工具，建立完善规范具有可推广应用的标准轮换逻辑算法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种基于群表示论和轮换表决算法的水电机组设备轮换方法，以有限群表示理论为基础和依据，提出基于有限群表示的设备轮换表决算法，实现水电机组设备的科学合理地轮换使用和备用，并且使轮换的设备数量不受限制，提高水电机组运行的可靠性，解决纯靠经验和枚举法的设备轮换逻辑算法设计所面临的算法复杂、程序逻辑冗长、可读性差、逻辑错误不易发现和排查的难题。
2、术语：
3、群：一个集合和上的一个运算满足下列条件，则说对构成群，或说是个群，简而言之，是个群：
4、i结合律；
5、ii有恒等元，即有，对任意，都有
6、；
7、iii每个元都有逆元素，即对任意，都有使得
8、；
9、共轭：群中两个元素、，如果在中存在一个，使得、可以通过联系起来，则称、共轭，记为。
10、类：群中所有相互共轭的元素形成的集合，成为群的一个类。
11、同构：若从群到群上，存在一一对应的满映射，且这个映射本身保持群的乘法运算规律不变，即群中两个元素乘积的映射，等于群中两个元素映射的乘积，则称群与群同构，记为。
12、同态：设存在从群到群的满映射，且这个映射本身保持群的乘法运算规律不变，即群中两个元素乘积的映射，等于群中两个元素映射的乘积，则称群与群同态，记为。
13、对称群：设是一个元集合。集合到的一一对应叫作上的一个置换。以表示上全部置换构成的集合，并且置换运算形成群。群叫作集合上的对称群，它的每个子群都叫作集合上的置换群。
14、群表示：是指群到线性空间上的线性变换群的同态映射关系。群表示是同态映射关系，它存在于抽象群与一个线性空间的线性变换群之间。线性变换群可直观地理解为矩阵群。
15、设有群，如存在一个从到维线性空间上的线性变换群的同态映射，则称是群的一个线性表示，为表示空间，是表示的维数，记为：
16、
17、对于线性空间，若选定一组特定的基矢，那么每个线性变换可以由一个矩阵表示，而线性变换群也会对应一个矩阵群。
18、忠实表示：若，即是单射，则表示是忠实的。
19、k-轮换：一个置换如果将k个不同设备变成，则称是一个k-轮换(循环)置换，简称k-轮换(循环)，并表示成，其中k表示轮换的设备序列的长度。
20、对换：长度为2的轮换称作对换。任意一个k阶轮换都可以写成k-1个对换的乘积。
21、置换分解：置换群中任意元素可以唯一地分解为不交轮换的积。
22、即每一个元置换都可以写成若干个不相连的循环置换的乘积。如
23、轮换结构与类的关系：具有相同轮换结构的置换构成置换群的一个类。
24、轮换表决与群表示关系：轮换表决是指一个元集合的元素之间次序的重新排列。此排列与轮换设备的优先次序相对应。元素的重新排列是元素之间的置换关系，个元素的所有排列与一个元对称群同构。故轮换表决与对称群之间构成一一对应，从而可将对称群应用于轮换表决算法。
25、本专利技术的技术方案是基于群表示论和轮换表决算法的水电机组设备轮换方法，包括以下步骤：
26、步骤1：建立与机组设备轮换逻辑具有同构关系的置换群；
27、步骤2：构建置换群对应的线性空间和基矢量；
28、步骤3：确定机组设备轮换的触发条件；
29、步骤4：根据机组设备的属性状态，计算用于倒换的机组设备的赋值得分；
30、步骤5：判断是否满足机组设备轮换的触发条件，若满足触发条件，则根据机组设备的赋值得分将用于轮换的设备分为 m个层级， m表示设备层级的数量，并将设备的轮换置换分解成 m个k-轮换的乘积，执行步骤6；若不满足触发条件，则重复执行步骤4；
31、步骤6：依次实现步骤5得到的第1- m个k-轮换；
32、步骤7：根据步骤6的结果，得到降序k-轮换乘积表；
33、步骤8：根据降序k-轮换乘积表得到主备用设备的排序队列，对机组设备进行倒换操作，完成机组设备轮换。
34、进一步地，步骤1中，定义为元集合，其中表示第 i台机组设备，集合到的一一对应称为上的置换，
35、
36、以表示上全部置换构成的集合，置换运算形成群，即群，群为集合上的对称群，它的每个子群都称为集合上的置换群，元集合上的置换群表示成。
37、以3台机组设备的轮换问题为例，用于3台机组设备的轮换的置换群的三维表示为：
38、，
39、，
40、
41、，
42、，
43、
44、其中表示3台机组设备的置换群，表示幺元的矩阵表示；表示群元（12）的矩阵表示；表示群元（2 3）的矩阵表示；表示群元（1 3）的矩阵表示；表示群本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于群表示论和轮换表决算法的水电机组设备轮换方法，其特征在于，所述水电机组设备轮换方法，根据设备属性状态将用于倒换的机组设备分级，与机组设备层级相对应地，将设备的轮换置换分解成多个k-轮换的乘积，分级实现k-轮换，得到降序k-轮换乘积表，进而得到用于倒换的机组设备的排序队列；
2.根据权利要求1所述的水电机组设备轮换方法，其特征在于，步骤1中，定义为元集合，n表示用于轮换操作的设备的数量，其中表示第i台机组设备，集合到的一一对应称为上的置换，
3.根据权利要求2所述的水电机组设备轮换方法，其特征在于，步骤4中，机组设备的属性状态包括机组设备的第一属性即机组设备是否正常、机组设备的第二属性即机组设备是否为自动以及机组设备的第三属性即机组设备是否启动；
4.根据权利要求3所述的水电机组设备轮换方法，其特征在于，设备状态赋值得分的计算式为：
5.根据权利要求4所述的水电机组设备轮换方法，其特征在于，以水电机组调速器液压系统压油泵的主备轮换为例，压油泵轮换的触发条件为：根据n台压油泵状态赋值的变化触发轮换，n表示用于轮换操作的设备的数量
6.根据权利要求5所述的水电机组设备轮换方法，其特征在于，所述设备的轮换置换分解，对机组设备轮换问题进行分解，将总的轮换问题分解成置换群，并划分置换群的类；每个置换都可表示成轮换的乘积，而轮换结构与共轭类之间存在一一对应的关系；
...【技术特征摘要】
1.基于群表示论和轮换表决算法的水电机组设备轮换方法，其特征在于，所述水电机组设备轮换方法，根据设备属性状态将用于倒换的机组设备分级，与机组设备层级相对应地，将设备的轮换置换分解成多个k-轮换的乘积，分级实现k-轮换，得到降序k-轮换乘积表，进而得到用于倒换的机组设备的排序队列；
2.根据权利要求1所述的水电机组设备轮换方法，其特征在于，步骤1中，定义为元集合，n表示用于轮换操作的设备的数量，其中表示第i台机组设备，集合到的一一对应称为上的置换，
3.根据权利要求2所述的水电机组设备轮换方法，其特征在于，步骤4中，机组设备的属性状态包括机组设备的第一属性即机组设备是否正常、机组设备的第二属...
【专利技术属性】
技术研发人员：白二，吴琪，陈浩，艾远高，张鹏，苏小雪，周立成，杨坤，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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