[发明专利]一种基于队列智能算法的船舶配电网络的重构方法

说明书

一种基于队列智能算法的船舶配电网络的重构方法，属于船舶配电网重构技术领域。本发明的目的是为了解决船舶配电网络故障后恢复供电过程中计算量大、供电恢复慢的问题，首先获取船舶配电网相关参数，确定发电机组、配电板、联络母线、负载、断路器等状态信息，当电力系统出现故障时，判断配电网故障并隔离失电区域，判断是否能通过控制发电机输出功率和断路器满足未失电区域负载功率需求，根据上述条件基于队列智能算法对船舶电网进行重构，判断是否需要卸载非关键负载，实现负载功率最大化，为未失电负载区域重新供电，使之继续正常工作。

技术领域

本发明属于船舶配电网重构技术领域，具体涉及一种基于队列智能算法的船舶配电网络的重构方法。

背景技术

配电网络重构问题是电力系统中的典型问题，配电网络中包含分段开关和联络开关，一般具有闭环设计、开环运行的特点，配电网络重构就是通过改变这些开关的状态来改变网络结构，从而达到优化运行或安全运行的目的。配电网络重构通常包括两种情况：第一种情况是配电系统正常运行时根据运行情况调整网络结构，提高配电系统的供电电压质量，改变配电系统内的功率流向，从而达到减少系统网络输电损耗的目的，这种情况概括为配电网重构中的网络优化问题；第二种情况是配电系统故障时根据故障信息通过改变开关状态隔离故障区域，并尽可能对非故障区域快速恢复供电，这种情况可以概括为配电网重构中的故障后供电恢复问题。一般来讲，陆地上的电力系统节点多、传输距离远，网络损耗大，负载变化对系统影响有限，因此陆地上的电力系统的配电网络重构通常指的是第一种情况，即网络优化问题。

与陆地上的电力系统不同，船舶电力系统的传输距离短，电压降落不明显，网络损耗小，其基本任务是保障船舶连续可靠的供电服务，由于系统自身或物理损伤造成的电力系统故障可能导致未故障区域失电，必须在故障后满足不超过系统容量范围并且安全运行等约束条件下，尽可能实现未故障区域的最大化供电，因此船舶电力系统的配电网络重构更关注第二种情况，即故障后供电恢复问题。

船舶综合电力推进系统同样存在故障后的快速恢复供电的需求，是全电力船舶能量管理构建中需要解决的关键问题，是提高电力船舶任务执行能力和生存能力的重要基础。传统常规船舶采用交流配电，在重构过程中需要求解满足系统运行约束的非线性潮流计算方程，普遍采用遗传算法、粒子群算子群等人工智能算法求解配电网络中的开关状态，以达到系统故障后负荷恢复供电最大化的目标，从而实现开关状态与负荷供电最大化的高度耦合，但是存在计算量大，供电恢复慢的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决船舶配电网络故障后恢复供电过程中计算量大、供电恢复慢的问题，提供一种基于队列智能算法的船舶配电网络的重构方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于队列智能算法的船舶配电网络的重构方法，所述方法具体步骤如下：

步骤一：针对不同的船型和配电网络，对船舶配电网络进行图论表示；

步骤二：分析船舶配电网出现的故障：即部分区域失电后，首先隔离故障区域，其次判断船舶现有供电功率是否能补偿未失电区域的功率不足，即是否能通过控制发电机输出功率和断路器满足未失电区域负载功率需求，若当前线路发电容量满足，则不需要进行电网重构；若当前线路发电容量不足，则需要进行电网重构，即负载供电最大化；

步骤三：建立目标函数，将船舶电网的重构抽象为0-1背包问题，

在系统发电容量不足时，应当首先恢复对船舶生命力和任务执行起重要作用的负载；负载供电最大化问题数学描述为：