大型船舶电力系统网络拓扑重构技术研究

摘要

本论文对船舶电力系统网络重构过程中涉及的网络拓扑表达及分析、故障拓扑跟踪及处理、网络重构求解方法等问题进行了深入研究。 针对大型船舶电力系统的特点，采用扩展关联矩阵法进行网络拓扑结构在线分析，其中的扩展关联矩阵是将支路及节点按照供电关系进行编码并依次扩展而成，直观自然地反映了电网结构。同时运用了带有网络拓扑结构识别的实用潮流计算方法一改进的节点电势法，仿真试验结果证明了方法的准确性。 利用扩展关联矩阵结构描述方法进行了故障时的拓扑跟踪及处理，将故障时的网络拓扑结构表达与此时的潮流计算相结合，给出了简便的故障后系统潮流计算方法。研究了一种新的故障跟踪和提取方法，运用数据库实时反映故障情况，进行故障定位提取，提高了故障跟踪速度，并用实例验证了其合理性。 分析了遗传算法求解故障恢复问题的优越性，并针对标准遗传算法及其在故障恢复应用中存在的不足，充分利用系统对象的特点及进化过程中的信息，提出了一种改进的遗传算法。优化问题的测试结果表明，改进的算法加快了搜索速度，有效地避免了不成熟收敛。 根据故障后的网络拓扑跟踪结果，采用遗传算法及其改进方法求解了网络重构问题，将遗传操作中的个体映射成不同的网络拓扑结构，并生成扩展关联矩阵，运用故障后的潮流计算方法进行了可恢复判断，通过仿真和试验，验证了恢复方法及其与系统结合操作的可行性及准确性，保证了最重要负载的恢复供电及各级负载的最大限度恢复。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究状况

1.2.1国内研究状况

1.2.2国外研究状况

1.3船舶电力系统的特点

1.4论文主要工作

第2章船舶电力网络拓扑分析及潮流计算

2.1船舶电力系统网络结构特点

2.2网络拓扑表达

2.2.1供、配电网络设备模型

2.2.2网络节点、支路的编号

2.3潮流计算

2.3.1陆上配电系统潮流计算的方法

2.3.2船舶电力系统潮流计算的方法

2.3.3基于节点电势法的系统潮流计算

2.3.4潮流计算实现

2.4本章小结

第3章网络拓扑跟踪及故障提取

3.1引言

3.2网络拓扑跟踪

3.2.1带故障识别的网络数据表达及故障信息录入

3.2.2各类元件故障的预处理及拓扑跟踪

3.2.3解列子系统判断

3.2.4与潮流计算相适应的故障处理方法

3.3故障处理后系统的计算

3.4实例验证与分析

3.4.1系统正常时的拓扑结构输出

3.4.2典型故障时的拓扑跟踪及系统计算

3.5故障跟踪的数据库研究

3.6本章小结

第4章改进遗传算法的研究

4.1引言

4.2标准遗传算法的基本概念及特点

4.2.1遗传算法的基本概念

4.2.2遗传算法的基本特点

4.2.3标准遗传算法基本实现步骤

4.3改进的遗传算法的研究

4.3.1改进遗传算法的基本思想

4.3.2改进遗传算法的性能分析

4.3.3算法的性能测试

4.4本章小结

第5章船舶电力系统网络重构实现

5.1引言

5.2网络重构的概念和过程

5.2.1网络重构的概念

5.2.2网络重构的一般过程

5.3网络重构的数学模型

5.3.1目标函数

5.3.2约束条件

5.4网络重构的实现

5.4.1基于改进遗传算法的网络重构

5.4.2改进遗传算法网络重构的具体步骤

5.5系统仿真

5.6本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致 谢