舰船电力系统网络通用智能重构算法研究

论文摘要

现代舰船电力系统网络结构日益复杂,容量越来越大,同时电气设备对电站供电的连续性和可靠性的要求越来越严格。当发电机、母线或某些重要元件出现故障或不正常运行,可能造成重要负荷失电,影响整个电力系统的安全运行及舰船的航行安全。因此,舰船在故障时必需实施网络重构,快速、最大限度地恢复重要负荷供电。目前,国内外的工作主要集中于重构方法及优化算法的理论研究上,所提出的方法仅针对简单的网络结构,算法通用性不强。本文的研究重点在于提出一种适用于各种电力网络结构的通用算法,以提高舰船电力系统在重构中的自动化和智能化。本文针对舰船电力系统的特点以及网络重构的需求,提出了基于列表法原理的在线潮流计算方法。该方法将舰船电力系统简化成只含电流源、电压源和阻抗的直流网络,并使用列表法求解支路电流,能快速为重构算法提供足够精确的潮流分布信息。该方法不仅适用于辐射性网络结构,也适用于复杂多环嵌套网络结构。针对重构问题,本文对列表法作了改进,提出了根据网络变化快速修改列表法系数矩阵的方法,并将其应用于舰船电网重构问题中,完成了基于列表法的粒子群(PSO)网络通用重构算法。本文从多方面改进了算法性能,对实现重构算法的在线实时运行作了试探性研究。最后本文建立了基于PSCAD/EMTDC的闭环测试平台,通过对典型舰船电力系统算例进行故障重构仿真,验证了该算法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 舰船电力系统网络重构的背景及意义
• 1.2 舰船电力系统重构方法的研究现状
• 1.3 舰船电力系统网络重构算法的通用化要求
• 1.4 本文主要内容
• 2 基于列表法原理的在线潮流计算方法
• 2.1 直流潮流法
• 2.2 列表法的基本原理
• 2.3 电气网络的结点/支路模型
• 2.4 列表法系数矩阵的生成及修改
• 2.5 平衡节点的选取及电源列向量的形成
• 2.6 潮流计算的基本流程
• 2.7 本章小结
• 3 舰船电网通用重构算法实现
• 3.1 舰船电网重构的数学模型
• 3.2 粒子群优化算法（PSO）的基本原理
• 3.3 舰船电网通用重构算法计算流程
• 3.4 算例分析
• 3.5 本章小结
• 4 改进舰船电网通用智能重构算法性能的研究
• 4.1 直接求解法
• 4.2 稀疏矩阵计算技术
• 4.3 列表法与容量叠加法的混合使用
• 4.4 本章小结
• 5 用于网络重构算法闭环测试的仿真平台研究
• 5.1 闭环测试的方法介绍
• 5.2 闭环测试算例
• 5.3 本章小结
• 6 全文总结
• 6.1 总结
• 6.2 有待进一步开展的工作
• 致谢
• 参考文献