船舶交直流混合电力系统网络重构方法研究

发布时间：2020-07-09 16:01

【摘要】：船舶电力系统是用于船舶电能生产、转换、输送和使用等全部装置的总和。随着船舶电力系统的发展,其网络结构越来越繁杂。军用船舶电力系统在使用时由于受到袭击或操作失误等造成的设备损坏、发电机、母线或其他重要设备发生故障或出现非正常运行情况,可能会使得系统的重要负荷失电,影响船只的战斗及航行安全。所以,船舶在发生故障时必需尽快地实施供电系统的网络重构,保证重要负荷供电。本文首先介绍了船舶电力系统网络重构的研究意义和背景,分析了国内外本课题的研究现状,整理了电力系统网络重构的模型和方法,梳理了综合船舶电力系统的发展概况,列出了系统负荷的分类情况及其特点,最后展示了船舶电力系统的拓扑结构,然后对船舶电力系统网络重构的特点进行了分析并在此基础上给出了该问题的数学模型和优化方法,总结了国内外专家学者们目前所取得的优秀研究成果也总结了研究方法的局限性,;并在此基础上,针对本文研究的重难点提出了研究思路。接着,本文针对直流区域式船舶电力系统(ZEDS),考虑了船舶电力系统负荷的三种重要性分级,以最大限度地恢复负荷供电和尽可能减少开关操作次数为目标,且各个子目标的权重由层次分析法(AHP)得到,将多个目标进行了综合统一,以此为基础提出了一种混合整数非线性优化模型。并将所提出的方法运用到两个故障算例中。本文的网络重构均采用通用数学建模系统(GAMS)软件进行优化求解,避免了对于优化算法的选择。算例分析的结果检验了所提出的方法的可行性和有效性;最后基于上述提出的优化目标函数,对交直流混合区域式船舶电力系统也进行了网络重构的分析研究;在约束条件方面,考虑到该系统含有部分的交流线路和负荷而加入了潮流约束,为了减少优化计算量,缩短计算时间,本文创造性地提出了一种基于线性化潮流计算模型的网络重构方法,该方法运用于三种故障情况下的算例中,GAMS软件给出了优化求解结果算例分析方结果表明所用方法能够保障重要负荷的供电,同时比较了其他文献类似算例的优化重构结果,证明该方法能够有效地提高重构时间和效率。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U665.1

【参考文献】

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本文编号：2747678