梯形艦船電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模型及算法研究.pdf

1、艦船電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是艦船能源管理中非常關(guān)鍵的部分，也是系統(tǒng)故障恢復(fù)及提高艦船生命力的重要途徑。在艦船電力系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的作用是在故障發(fā)生并被自動(dòng)隔離之后，找到需要恢復(fù)供電的負(fù)荷或區(qū)域，重新調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中各支路開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉狀態(tài)，在所有可能的重構(gòu)策略中，快速的找出一套既能使目標(biāo)函數(shù)最大化，又能滿足網(wǎng)絡(luò)各運(yùn)行約束的重構(gòu)方案。在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)策略生成過(guò)程中有兩個(gè)關(guān)鍵子問(wèn)題：重構(gòu)策略的評(píng)估及重構(gòu)優(yōu)化算法。潮流計(jì)算是重構(gòu)方案評(píng)估的主要內(nèi)容及重要基礎(chǔ)。隨著艦

2、船電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化及網(wǎng)絡(luò)容量的日益增加，越來(lái)越多的國(guó)家采用多電站梯形船舶電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，但其調(diào)度算法卻非常復(fù)雜。故進(jìn)行針對(duì)梯形艦船電力系統(tǒng)中適用的潮流計(jì)算及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模型及其優(yōu)化算法的研究是該領(lǐng)域的一項(xiàng)研究熱點(diǎn)及難點(diǎn)。
　　本文首先對(duì)艦船電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問(wèn)題進(jìn)行了描述，分析了重構(gòu)問(wèn)題為多目標(biāo)、多約束、非線性的整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題的本質(zhì)。隨后介紹了梯形艦船電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)及艦船電力系統(tǒng)中的各設(shè)備元件的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型。之后，

3、建立了完整的梯形艦船系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。其次，介紹了幾種經(jīng)典的潮流計(jì)算方法及其具體的算法邏輯。隨后針對(duì)梯形船舶電網(wǎng)，提出了一種改進(jìn)的并行潮流計(jì)算算法，將梯形艦船電力系統(tǒng)進(jìn)行分層等效成供電主網(wǎng)與配電子網(wǎng)，并給不同的子網(wǎng)絡(luò)分配不同的計(jì)算單元，針對(duì)供電網(wǎng)和配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分別采用節(jié)點(diǎn)電勢(shì)法和前推回推法迭代計(jì)算。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性。隨后，介紹了兩種基本的重構(gòu)優(yōu)化算法，并嘗試使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法中的有背包約束的0-1背包問(wèn)題對(duì)其求解。此外

4、，改進(jìn)了粒子群算法在梯形船舶電網(wǎng)重構(gòu)問(wèn)題中的應(yīng)用，針對(duì)系統(tǒng)中存在部分雙路供電負(fù)荷的情況引入了多級(jí)編碼方式，降低了粒子的維數(shù)，并將多級(jí)編碼方式推廣至多條供電路徑同時(shí)存在的情況，并針對(duì)多級(jí)編碼對(duì)粒子群算法的離散化過(guò)程進(jìn)行了改進(jìn)。通過(guò)典型的多電站梯形艦船電力系統(tǒng)仿真實(shí)例對(duì)的改進(jìn)算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該算法擁有較強(qiáng)的尋優(yōu)能力和較快的收斂速度。最后，給出了基于所提出的綜合分布式并行潮流計(jì)算算法和離散粒子群網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法的仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)框架