[發明專利]一種中壓直流組網艦船電網中的故障隔離與電網恢復方法

在審

• 申請號: 202011371835.X
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112580936A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 從浩喆;戴曉強;王洪倫
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/00;G06Q50/06;H02J3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種中壓直流組網艦船電網中的故障隔離與電網恢復方法，本發明中電網采用環形結構，通過采用閃電搜索法，對艦船電網網絡模型進行重構，實現了在任何情況下都能保證一級負載能夠正常供電，同時能夠將故障點快速恢復。

技術領域

本發明涉及艦船電力系統技術領域，特別涉及一種中壓直流組網艦船電網中的故障隔離與電網恢復方法。

背景技術

船舶電力系統配電網絡重構技術主要涉及2個方面，分別為船舶電力系統穩態分析和配電網絡重構算法設計。船舶電力系統穩態分析以潮流計算方法為主，常用的有前推回代法、牛頓-拉夫遜法、節點電勢法等；配電網絡重構算法，國外多以Agent智能算法方法和預測性重構技術為主，國內則常使用改進智能優化算法，如改進遺傳算法、粒子群算法等。

現有直流配電網的網絡重構方法主要有數學方法、啟發式方法、人工智能算法。其中數學方法直接利用數學原理重構網絡，但是隨著網絡規模的增大，易陷入維數災問題，耗時長；啟發式方法基于配電網重構的特點，運算速度有所提高，但全局性較差；人工智能算法是近年來出現的新方法，主要有遺傳算法、粒子群算法等，大多數人工智能方法都可以搜尋全解最優解，但是收斂性變差，算法較復雜。此外二階錐松弛技術也經常使用。理想的網絡重構方法需要結構簡單，收斂快，同時全局收斂。

在船舶電力系統網絡重構時，要考慮重要負載盡可能恢復供電，次要負載可以卸載，而像陸地電力網絡重構時所要考慮的網損最小等經濟因素可先不預考慮。在任何情況下，都要保證一級負載的供電。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種中壓直流組網艦船電網中的故障隔離與電網恢復方法，在保證一級負載供電的情況下能夠對出現故障的電網網絡進行快速重構，恢復供電。

技術方案：本發明所述的一種中壓直流組網艦船電網中的故障隔離與電網恢復方法，包括有以下步驟：

S1：所述電網采用環形結構，根據電網中故障點出現位置，對故障區間進行隔離，優先保證一級負載穩定運行；

S2：建立艦船電網網絡重構模型，采用閃電搜索算法進行求解；

S3：對重構后的電網進行評估，如不滿足約束條件則允許切除一部分負載，直至艦船電網恢復穩定。

作為優選，所述故障區間進行分級，區分故障區間危機情況，具體包括以下步驟：

S1.1：對出現的故障隔離一條直流母線，切換一級負載至備用供電路徑以保證其穩定運行；

S1.2：故障出現支路無一級負載，將故障區間隔離，其余負載不切換備用供電路徑。

作為優選，所述S2中重構模型以負荷恢復程度、線路容量裕度、負荷分配均勻度、發電機負載率為目標函數，以加權系數決定目標函數的權重。

作為優選，所述S2中采用閃電搜索算法對艦船電網進行重構的具體步驟如下：

S2.1：初始化算法參數，設置最大迭代次數、群體數目和通道時間，初始化頂端能量、群體空間位置和過渡放電體位置，確定待優化目標函數，設置當前迭代次數；

S2.2：利用目標函數進行性能評估，評估放電體的能量；

S2.3：更新放電體頂端能量，判斷是否出現更優解，否則等待下一次迭代；

S2.4：判斷是否達到最大通道時，若是，則淘汰最差通道，重置通道時間，并更新放電體新方向和能量；若否，則直接更新放電體新方向和能量；

S2.5：評估放電體能，并擴展通道，根據條件判定是否出現更優解，否則等待下一次迭代；

S2.6：判斷算法是否滿足終止條件，若滿足，則轉到步驟27；否則重置迭代次數，重復執行S2.3-S2.6；