船舶电力系统故障状态下的网络重构算法研究
发布时间：2021-04-07 12:26
船舶电力系统故障或非正常运行时,将导致设备损坏甚至使供电中断,危及船舶的安全可靠运行。如何快速地将船舶电力网络从电气故障中恢复至稳定可靠的运行状态,实现船舶电力网络的故障自恢复,已成为现代船舶电站自动化研究领域的重要任务之一。船舶电网故障重构的实质是构建一个电力网络管理自动化系统,对故障状态下的电网进行调节、调度和控制,最大限度地减少各种故障给船舶带来的影响,增强船舶生命力。课题分别对拓扑分析、网络优化重构、系统稳定性分析等进行了深入研究。提出了一种适用于大型船舶电力系统的拓扑分析法。基于图论理论的数据信息模型,将电源和负载看作电气节点,变压器、开关、刀闸、接地刀闸等二端元件看作连接电气节点的支路,并采用数据表来存储拓扑信息。将船舶电网的拓扑分析分为静态分析和动态跟踪两部分,基于树搜索法对全网进行遍历分析,生成反映电网结构固有连接关系的拓扑信息集合,采用节点标记法对受影响的母线进行连通性分析,实现电网拓扑信息数据库的动态更新。基于单目标优化技术提出了一种多种群竞争粒子群算法。利用子群之间的竞争关系,借助混沌映射,将处于停滞状态的劣势子群重新初始化,帮助种群跳出局部陷阱,提高全局寻优能力...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１无向图的表示
该链表内包含指向这些邻接顶点的指针）。由于邻接链表代表的是图的边，??在编程实现时，可以将数组看做是图的一个属性，就如将边的集合￡看作是图??的属性一样。因此，在程序代码里将会出现如杳０］之类的表示形式。图２．１（ａ）??给出的是一个无向图，图２．１（ｂ）给出了其对应的邻接链表范例。同理，图２．２（ｂ）给??出的是有向图２．２（ａ）的邻接链表范例。??＃?？??＾?／?／?３?－＞?■－??Ｉｎ——ｍ?＃＞?５１??ＶＪ?６?知＿＿??（ａ）?（ｂ）??图２．２有向图的表示??Ｆｉｇ．２．２?Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｉｒｅｃｔｅｄ?ｇｒａｐｈ??当图Ｇ?＝?五）是一个有向图时，对于边（Ｍ，Ｖ）而言，顶点Ｖ将出现在链表??里，因此所有邻接链表的长度之和等于｜五｜；当图Ｇ时一个无向图时，对于??边（ｗ，ｖ）而言，顶点Ｖ将出现在链表却／＇〇］里，同时，顶点Ｗ将出现在链表里，??因此，所有邻接链表的长度之和等于２｜五｜。但是，无论是有向图还是无向图，连接??链表表示法的存储空间需求数量级均为０（Ｋ?＋?ＪＥ），在算法代价开销中，这种数量??级是非常优越的。??对邻接链表添加权重信息来表示权重图，可以直接将边（Ｗ，ｖ）?ｅ五的权重值扮??存放在顶点Ｗ的邻接链表里。从某种意义上说
把搜索任务放在了具有直接连接关系的支路上，仅需存储支路两端的节点，依次??搜索并标记支路两端节点的编号以划分连通域区，搜索次数仅为支路总数，与节??点数无关，避免无用搜索，提高了效率，其算法流程如图２．３所示。??开始??录入数据??初始化变量???ｉ???依次搜索未被标记支路???１的两端节点所属区域??????????—｜点分配新区域??．｜将〇区域并到对｜｜是一－－Ｔｒ－ｒ＾ｐ－＾－－－??端节点所属区区??Ｉ合并两区棚＿曰?ＪＬｒ??４中编号较小的区＾疋??—域，其雜域重??ｎ?＾??输出结果??４￣??结束??图２．３节点标记法流程图??Ｆｉｇ．２．３?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｎｏｄｅ?ｍａｒｋｉｎｇ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ??该算法的主要思想是：用数组Ａ＾［ｉＶ］记录每个节点连通状态，的值表??示节点属于哪个区域。算法依次扫描支路，不断更新支路两端相连的两个节点的??连通状态。扫描完毕后，如果中所有值都一样，则网络连通，否则根据??的值可以判断该节点属于哪个区域。算法所需要存储空间为ｍａｘ丨Ｏ（７Ｖ），Ｏ（７ｋ０丨，在??最坏情况下算法的效率为０（ＭＡ〇，逻辑运算为０（ＭＡ〇，而且，由于算法中不含有??乘法运算，计算速度十分快，很容易编程实现。与树状搜索法或矩阵法相比，节??－２１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶区域配电系统全智能体重构及其优化研究[J]. 张威,施伟锋,胡红钱. 电力系统保护与控制. 2016(04)
[2]基于等级偏好优序法和切负荷的配电网故障恢复[J]. 王增平,姚玉海,郭昆亚,齐郑. 电工技术学报. 2015(20)
[3]船舶直流区域配电网的故障恢复研究[J]. 毕大强,张芳,曾祥君,王思斯. 电力系统保护与控制. 2015(19)
[4]基于串行及并行恢复的电力系统重构[J]. 赵腾,张焰,张志强. 电力系统自动化. 2015(14)
[5]地区配电网重构与故障恢复问题[J]. 孙元博,张承学,胡志坚. 电网技术. 2014(12)
[6]基于关联矩阵标记法与回路矩阵的电网拓扑分析[J]. 马静,张俣妤,马伟,王增平. 电力系统自动化. 2014(12)
[7]电力系统运行均匀性分析与评估[J]. 孙伟卿,王承民,张焰,潘智俊,祝达康. 电工技术学报. 2014(04)
[8]电力系统网络重构的多目标双层优化策略[J]. 张璨,林振智,文福拴,薛禹胜,王函韵,吴鸣鸣. 电力系统自动化. 2014(07)
[9]改进差分进化算法在舰船电力系统网络重构中的应用[J]. 王丛佼,王锡淮,肖建梅. 船舶工程. 2013(06)
[10]基于暂态能量函数混合法的电力系统脆弱性分析[J]. 李迁,李华强,黄昭蒙,李艳卿. 电力系统保护与控制. 2013(20)
博士论文
[1]不确定因素下的智能电网能量管理及扩容优化研究[D]. 嵇灵.华北电力大学 2015
[2]含分布式电源配电网故障恢复与可靠性评估研究[D]. 王昌照.华南理工大学 2015
[3]含分布式发电的配电网重构及故障恢复算法研究[D]. 邹必昌.武汉大学 2012
[4]微电网故障重构方法研究[D]. 黎恒烜.华中科技大学 2012
[5]电力系统暂态频率稳定评估与控制研究[D]. 李常刚.山东大学 2012
[6]大停电后的负荷恢复研究[D]. 瞿寒冰.山东大学 2012
[7]光伏微网的发电预测与能量管理技术研究[D]. 陈昌松.华中科技大学 2011
[8]配电网快速可靠性评估及重构方法研究[D]. 何禹清.湖南大学 2011
[9]船舶电力系统建模仿真及动态稳定性研究[D]. 孙才勤.大连海事大学 2010
硕士论文
[1]配电自动化条件下停电损失最小的快速故障恢复算法[D]. 徐明锋.大连理工大学 2015
[2]基于人工智能算法的配网重构和拓扑分析的研究[D]. 邓桂秀.福州大学 2014
[3]舰船电力系统网络通用智能重构算法研究[D]. 黄嘉健.华中科技大学 2011
[4]船舶电力系统稳定性研究[D]. 王浩亮.大连海事大学 2010
本文编号：3123484
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１无向图的表示
该链表内包含指向这些邻接顶点的指针）。由于邻接链表代表的是图的边，??在编程实现时，可以将数组看做是图的一个属性，就如将边的集合￡看作是图??的属性一样。因此，在程序代码里将会出现如杳０］之类的表示形式。图２．１（ａ）??给出的是一个无向图，图２．１（ｂ）给出了其对应的邻接链表范例。同理，图２．２（ｂ）给??出的是有向图２．２（ａ）的邻接链表范例。??＃?？??＾?／?／?３?－＞?■－??Ｉｎ——ｍ?＃＞?５１??ＶＪ?６?知＿＿??（ａ）?（ｂ）??图２．２有向图的表示??Ｆｉｇ．２．２?Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｉｒｅｃｔｅｄ?ｇｒａｐｈ??当图Ｇ?＝?五）是一个有向图时，对于边（Ｍ，Ｖ）而言，顶点Ｖ将出现在链表??里，因此所有邻接链表的长度之和等于｜五｜；当图Ｇ时一个无向图时，对于??边（ｗ，ｖ）而言，顶点Ｖ将出现在链表却／＇〇］里，同时，顶点Ｗ将出现在链表里，??因此，所有邻接链表的长度之和等于２｜五｜。但是，无论是有向图还是无向图，连接??链表表示法的存储空间需求数量级均为０（Ｋ?＋?ＪＥ），在算法代价开销中，这种数量??级是非常优越的。??对邻接链表添加权重信息来表示权重图，可以直接将边（Ｗ，ｖ）?ｅ五的权重值扮??存放在顶点Ｗ的邻接链表里。从某种意义上说
把搜索任务放在了具有直接连接关系的支路上，仅需存储支路两端的节点，依次??搜索并标记支路两端节点的编号以划分连通域区，搜索次数仅为支路总数，与节??点数无关，避免无用搜索，提高了效率，其算法流程如图２．３所示。??开始??录入数据??初始化变量???ｉ???依次搜索未被标记支路???１的两端节点所属区域??????????—｜点分配新区域??．｜将〇区域并到对｜｜是一－－Ｔｒ－ｒ＾ｐ－＾－－－??端节点所属区区??Ｉ合并两区棚＿曰?ＪＬｒ??４中编号较小的区＾疋??—域，其雜域重??ｎ?＾??输出结果??４￣??结束??图２．３节点标记法流程图??Ｆｉｇ．２．３?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｎｏｄｅ?ｍａｒｋｉｎｇ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ??该算法的主要思想是：用数组Ａ＾［ｉＶ］记录每个节点连通状态，的值表??示节点属于哪个区域。算法依次扫描支路，不断更新支路两端相连的两个节点的??连通状态。扫描完毕后，如果中所有值都一样，则网络连通，否则根据??的值可以判断该节点属于哪个区域。算法所需要存储空间为ｍａｘ丨Ｏ（７Ｖ），Ｏ（７ｋ０丨，在??最坏情况下算法的效率为０（ＭＡ〇，逻辑运算为０（ＭＡ〇，而且，由于算法中不含有??乘法运算，计算速度十分快，很容易编程实现。与树状搜索法或矩阵法相比，节??－２１?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶区域配电系统全智能体重构及其优化研究[J]. 张威,施伟锋,胡红钱. 电力系统保护与控制. 2016(04)
[2]基于等级偏好优序法和切负荷的配电网故障恢复[J]. 王增平,姚玉海,郭昆亚,齐郑. 电工技术学报. 2015(20)
[3]船舶直流区域配电网的故障恢复研究[J]. 毕大强,张芳,曾祥君,王思斯. 电力系统保护与控制. 2015(19)
[4]基于串行及并行恢复的电力系统重构[J]. 赵腾,张焰,张志强. 电力系统自动化. 2015(14)
[5]地区配电网重构与故障恢复问题[J]. 孙元博,张承学,胡志坚. 电网技术. 2014(12)
[6]基于关联矩阵标记法与回路矩阵的电网拓扑分析[J]. 马静,张俣妤,马伟,王增平. 电力系统自动化. 2014(12)
[7]电力系统运行均匀性分析与评估[J]. 孙伟卿,王承民,张焰,潘智俊,祝达康. 电工技术学报. 2014(04)
[8]电力系统网络重构的多目标双层优化策略[J]. 张璨,林振智,文福拴,薛禹胜,王函韵,吴鸣鸣. 电力系统自动化. 2014(07)
[9]改进差分进化算法在舰船电力系统网络重构中的应用[J]. 王丛佼,王锡淮,肖建梅. 船舶工程. 2013(06)
[10]基于暂态能量函数混合法的电力系统脆弱性分析[J]. 李迁,李华强,黄昭蒙,李艳卿. 电力系统保护与控制. 2013(20)
博士论文
[1]不确定因素下的智能电网能量管理及扩容优化研究[D]. 嵇灵.华北电力大学 2015
[2]含分布式电源配电网故障恢复与可靠性评估研究[D]. 王昌照.华南理工大学 2015
[3]含分布式发电的配电网重构及故障恢复算法研究[D]. 邹必昌.武汉大学 2012
[4]微电网故障重构方法研究[D]. 黎恒烜.华中科技大学 2012
[5]电力系统暂态频率稳定评估与控制研究[D]. 李常刚.山东大学 2012
[6]大停电后的负荷恢复研究[D]. 瞿寒冰.山东大学 2012
[7]光伏微网的发电预测与能量管理技术研究[D]. 陈昌松.华中科技大学 2011
[8]配电网快速可靠性评估及重构方法研究[D]. 何禹清.湖南大学 2011
[9]船舶电力系统建模仿真及动态稳定性研究[D]. 孙才勤.大连海事大学 2010
硕士论文
[1]配电自动化条件下停电损失最小的快速故障恢复算法[D]. 徐明锋.大连理工大学 2015
[2]基于人工智能算法的配网重构和拓扑分析的研究[D]. 邓桂秀.福州大学 2014
[3]舰船电力系统网络通用智能重构算法研究[D]. 黄嘉健.华中科技大学 2011
[4]船舶电力系统稳定性研究[D]. 王浩亮.大连海事大学 2010
本文编号：3123484
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