基于改进粒子群算法的船舶电力系统故障恢复

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1、江苏科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：杨晨晖日期：2013年3月28日学位论文使用授权说明本人完全了解江苏科技大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅

2、览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：杨晨晖导师签名：李彦日期：2013年3月28日摘要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

3、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

4、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

5、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。关键字船舶电力系统；网络重构；负载支路相关矩阵；两群替代策略；量子粒子群算法；离散操作；I江苏科技大学工学硕士学位论文IIAbstractAbstractRestoringthefaultShipboardpowersystemnetworkisthetargetofthispaper.Bytheprogressofoptimization,readjustthestatusofloads'switchesinthefaultpowersystemforconductingi

6、tssparepowersupplypathsothatthefailureloadscouldbeisolated.Withtheconstrainsofstableshipboardpowersystem,quicklyfindthenetworkreconfigurationsolutionthatcansupplythemaximumpowertothefaultsystemsoastoreachthetargetofrestoringthenetworkofpowersystem.Thenetworkreconfiguration

7、ofshipboardpowersystemcanbeessentiallyconvertedtothediscretenonlinearplanningoptimizationproblemofmulti-target,multi-constrainandmulti-periodinmathematics.Thenetworkreconfigurationplaysanimportantroleinkeepingasustainableandstablesystemwhichisrelatedtoreliabilityandsecurit

8、yofthewholeshipboardpowersystem.Thepaperputtheringnetworkasthestudytarget,supplyingthemor