梯形艦船電力系統(tǒng)網(wǎng)絡重構模型及算法研究.pdf

1、艦船電力系統(tǒng)網(wǎng)絡重構是艦船能源管理中非常關鍵的部分，也是系統(tǒng)故障恢復及提高艦船生命力的重要途徑。在艦船電力系統(tǒng)中，網(wǎng)絡重構的作用是在故障發(fā)生并被自動隔離之后，找到需要恢復供電的負荷或區(qū)域，重新調(diào)整網(wǎng)絡中各支路開關的開閉狀態(tài)，在所有可能的重構策略中，快速的找出一套既能使目標函數(shù)最大化，又能滿足網(wǎng)絡各運行約束的重構方案。在網(wǎng)絡重構策略生成過程中有兩個關鍵子問題：重構策略的評估及重構優(yōu)化算法。潮流計算是重構方案評估的主要內(nèi)容及重要基礎。隨著艦

2、船電力系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結構的日益復雜化及網(wǎng)絡容量的日益增加，越來越多的國家采用多電站梯形船舶電網(wǎng)的結構，但其調(diào)度算法卻非常復雜。故進行針對梯形艦船電力系統(tǒng)中適用的潮流計算及網(wǎng)絡重構模型及其優(yōu)化算法的研究是該領域的一項研究熱點及難點。
　　本文首先對艦船電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡重構問題進行了描述，分析了重構問題為多目標、多約束、非線性的整數(shù)規(guī)劃問題的本質(zhì)。隨后介紹了梯形艦船電力系統(tǒng)的結構特點與優(yōu)勢及艦船電力系統(tǒng)中的各設備元件的簡化數(shù)學模型。之后，

3、建立了完整的梯形艦船系統(tǒng)網(wǎng)絡重構的數(shù)學模型。其次，介紹了幾種經(jīng)典的潮流計算方法及其具體的算法邏輯。隨后針對梯形船舶電網(wǎng)，提出了一種改進的并行潮流計算算法，將梯形艦船電力系統(tǒng)進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)絡分配不同的計算單元，針對供電網(wǎng)和配電網(wǎng)的網(wǎng)絡結構特點分別采用節(jié)點電勢法和前推回推法迭代計算。仿真實驗驗證了其有效性。隨后，介紹了兩種基本的重構優(yōu)化算法，并嘗試使用動態(tài)規(guī)劃算法中的有背包約束的0-1背包問題對其求解。此外

4、，改進了粒子群算法在梯形船舶電網(wǎng)重構問題中的應用，針對系統(tǒng)中存在部分雙路供電負荷的情況引入了多級編碼方式，降低了粒子的維數(shù)，并將多級編碼方式推廣至多條供電路徑同時存在的情況，并針對多級編碼對粒子群算法的離散化過程進行了改進。通過典型的多電站梯形艦船電力系統(tǒng)仿真實例對的改進算法進行了仿真驗證，仿真結果驗證了該算法擁有較強的尋優(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算算法和離散粒子群網(wǎng)絡重構算法的仿真平臺設計框架