舰船配电网络拓扑表达新方法.pdf

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1、船电技术l电力系统舰船配电网络拓扑表达新方法冀欣，张晓锋(海军工程大学电气工程学院，武汉430033)摘要：传统的基于邻接矩阵和支路一节点关联矩阵的电网拓扑表达方法在解决舰船配电网结构的规划问题时存在着局限性。本文定义了配电板关联矩阵和负载一配电板关联矩阵用于舰船配电网络的拓扑表达，建立了舰船配电网辐射状结构约束的数学模型，给出了舰船配电网属性的计算方法。算例结果验证了该拓扑表达方法及约束条件数学模型的准确性。关键词：拓扑表达舰船配电网络优化设计配电板关联矩阵负载一配电板关联矩阵中图分类号：TM71文献标识码：A文章编是：1003—4862(2013)08—0036．04E、ANovelM

2、ethodforTopologicalDescriptionofShipboardDistributionNetworkYlXin，ZhangXiaofeng(CollegeofElectricalEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：砌etraditionaltopologicaldescribingmethods．whichareadjacencymatrixandbranch—nodeincidencematrixrespectively,haveitslimitationinshipb

3、oarddistributionnetworkstructuraloptimizationproblem．Switchboardincidencematrixandload-switchboardincidencematrixwithconstraintsforthemtodescribetheradialdistributionnetworkaredefinedinthispaper．Tosolvetheproblemoccurredindistributionnetworkoptimization，methodtocalculatethenetworkattributesareprop

4、osedcorrespondingly．Acomputationaltestdemonstratesthecorrectnessandaccuracyofthemethodproposed．Keywords：topologicaldescriplion,"shipboarddistributionnetwork；optimaldesigning,"switchboardincideneematrix：!oad—switchboardincidencematrix：0引言电力网络的拓扑表达及其分析是配电网管理系统(DMS)的重要组成部分。作为电力系统结构分析与数值计算之间的纽带，电网的拓扑表

5、达对电力系统数字实现的难易程度、可扩充性、可维护性及推理计算效率等方面有直接影响【lJ。舰船配电网络属于辐射状结构，其拓扑表达一般采用邻接矩阵法和支路一节点关联矩阵法，这两类方法能够对节点间或节点与支路间的连接关系进行直观描述【2‘5】。对于舰船配电网络，其配电板分散地布置于不同的舱室中。由于各舱室的工作环境不尽相同，因而各配电板的可靠性存在差收稿日期：2012．11．23作者简介：冀欣(1982．)，男，博士研究生。研究方向：电力系统安全运行。36异[6，71。为了提高对负载持续供电的能力，需要对各配电板之间的连接关系进行优化。配电网的拓扑结构属于决策变量，它包括配电板间和负载与配电板间

6、的连接关系两部分【8，9J。因此，需要采用适当的电网拓扑表达方法对这两类决策变量进行数学描述。但是，传统的拓扑表达方法不便于计算舰船配电网络的配电层次、配电板的出线数量和各配电板输出功率等配电信息，并且无法保证优化结果满足配电网络的辐射状结构要求。本文定义了配电板关联矩阵和负载一配电板关联矩阵，分别用于描述配电板间以及负载与配电板间的配电关系，并且针对舰船配电网的辐射状结构建立了相关约束条件的数学模型。对一典型的舰船配电网络结构进行了设计，结果证明了该拓扑表达方法及约束条件数学模型准确性和有效性。船电技术I电力系统1舰船配电网拓扑表达方法舰船配电网络主要由配电板、负载及馈线构成，其拓扑结构

7、是指配电板之间以及配电板与负载之间的连接关系。本文分别定义下列两种矩阵对上述两类连接关系进行数学描述。1)配电板关联矩阵彳。矩阵元素aii的取值为0或1。若配电板s，位于S，的配电下游，即S向S，供电，则q，=1；反之则ai，=0。另外，矩阵的对角元素取值为1。假设配电网中配电板(含主配电板)的数量为Ⅳ，则该矩阵为N×N维。2)负载．配电板关联矩阵B。矩阵元素6j，的取值为0或1。若负载￡i直接连接于配电板S，下，则6f