基于改进粒子群算法的船舶电力系统故障恢复

摘要

本文以船舶电力系统网络故障恢复为研究目标,通过优化计算调整电网中负载的供电路径的开关状态,调节其备用路径的导通,隔离发生故障的负载,在满足电力系统稳定运行的约束条件下,找到一个快速对配电网络最大限度的恢复供电方案。所以故障后船舶电网恢复本质上是属于多目标、多约束、多时段、离散化的非线性组合规划问题。船舶电网故障后的重构,将对船舶电能管理系统的安全持续运行产生重要作用,它将关系到整个船舶电站供电的可靠性与安全性。
　　以环形供电系统网络为研究目标,本文以船舶环形供电网络为对象模型,建立了以最大限度恢复失电区域供电负荷量、最少开关动作次数以及发电机的使用效率为目标函数,并设置了以支路负荷容量、电力拓扑结构等为寻优搜索的约束条件,通过智能优化算法寻优出符合要求的故障恢复方案。
　　在借鉴了负载支路相关矩阵法的基础上,加入了反映支路中负载所使用的备用路径的矩阵,其作用是在电网重构恢复前,确定部分负载的供电恢复路径以减少数据分析量,同时,运用负载支路的相关矩阵计算支路容量,为约束条件的建立作铺垫。
　　本文从理论方面介绍了基本粒子群算法和量子粒子群的基本原理。运用两群粒子替代策略改进经典粒子群算法,建立主、辅两个粒子进化群,在迭代过程中对部分粒子交换,而后并行寻优。对船舶电网故障后的重构仿真结果表明,该算法在调节算法的寻优方式、提高算法搜索过程的合理性及其高效性等方面效果显著。
　　同时本文尝试了用量子粒子群算法解决船舶电网故障恢复问题,运用量子粒子群算法的特殊的量子力学原理,从重构的实际要求考虑,加入了离散操作,使算法的连续变量均匀的分布于离散可行解空间,避免算法变为饱和搜索状态,最后运用量子粒子群算法进行故障恢复仿真,验证了量子粒子群算法在求解船舶电力系统网络故障恢复问题的可行性与优越性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 课题的目的和意义

1.2 课题的研究背景

1.3 船舶电力系统故障恢复的概念

1.4 本课题国内外研究现状

1.5 本文研究内容与主要工作

第2章 粒子群优化算法及其分析

2.1 引言

2.2 粒子群算法描述

2.3 基本粒子群算法

2.4量子粒子群算法描述

2.5 本章小结

第3章 船舶电力系统网络故障恢复数学模型

3.1 引言

3.2 船舶电力系统网络结构的特点

3.3 船舶电力系统网络重构的数学描述

3.4 船舶电力系统网络重构问题的约束条件

3.5 本章小结

第4章 基于改进粒子群算法的船舶电力系统网络故障恢复仿真分析

4.1 引言

4.2 基本粒子群算法的改进策略

4.3 两群替代粒子交换的改进方法

4.4 基于改进粒子群算法的船舶电力系统网络重构仿真

4.5 本章小结

第5章 量子粒子群算法重构船舶电力系统故障网络仿真分析

5.1 引言

5.2量子粒子群算法重构船舶电力系统网络的重要环节

5.3量子粒子群算法重构船舶电力系统网络步骤流程

5.4 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读工学硕士学位期间发表的论文

致谢