考虑可靠性约束的舰船电力系统故障重构策略

网架重构是舰船电力系统发生故障时恢复供电的有效措施。考虑到舰船电力系统的特殊工况,故障重构时有必要考虑重要负荷的供电可靠性和电能质量,为此提出了一种考虑可靠性约束的舰船电力系统故障重构策略。利用图论建立了供电可靠性与电网拓扑之间的关联模型,并通过深度搜索算法遍历重要负荷节点的所有供电路径。基于二阶锥规划建立了故障重构凸优化模型,并进一步通过多面体逼近算法将模型转化为混合整数线性规划问题以加速求解。通过系统仿真并对比分析,结果表明所提出的算法能快速获取全局最优解,所得到的故障重构策略能保证重要负荷的电能质量与供电可靠性。     

舰船电力系统图迹分析重构算法

为了提高舰船战斗过程中的生存能力,要求其电力系统具有良好的自动恢复能力。采用图迹分析(GTA)方法建立船舶综合电力系统GTA模型,将其存储在计算机内存容器中,容器外的算法通过迭代器获取容器内组件信息,并将计算结果通过迭代器赋给容器内的组件。算法可以处理具有回路的电力系统及其负载具有多优先级的重构问题,在保障高优先级负载供电的前提下恢复尽可能多的负载的供电。通过典型舰船故障案例验证了所提出算法的可行性和有效性。     

智能住宅小区的需求响应主从博弈模型

针对含有多个售电商的智能住宅小区,建立了售电商和用户之间的主从博弈模型。在该模型中,用户间的电力消费行为用含有个人隐私的演化博弈模型进行模拟,售电商之间的价格竞争通过非合作博弈模型进行模拟。同时证明了该博弈模型均衡解的存在性并设计算法进行求解。数值结果表明所提出的算法能够快速收敛且具有可扩展性,同时售电商和小区用户之间基于价格的需求响应行为有利于实现电力供需平衡,从而维持智能小区电力系统安全运行。     

基于合作博弈的多微电网系统灾后恢复决策模型

配电网由于灾害等原因停电时,处于该配电网中的多个微电网之间可以进行合作,实现合作区域内储能等资源的优化利用,提升关键负荷的供电可靠性.本文提出一种基于合作博弈的多微电网系统灾后恢复决策模型.建立了多微电网的合作博弈模型,研究了各微电网合作的条件,并根据Shapley值对合作联盟的收益进行分配.实际多微电网系统的测试结果,验证了本文所建立的基于合作博弈的多微电网系统灾后恢复决策模型的正确性.     

改进粒子群算法在船舶电力系统网络重构中的应用

船舶电力系统网络重构本质上是带约束的多目标组合优化问题.针对船舶电网重构问题的特点,建立了船舶电力网络的无向图模型;在此基础上,进一步建立了以负荷恢复量、开关操作次数和发电机效率均衡性为优化目标的船舶电力系统多目标重构模型:提出了一种结合"背包策略"和模拟退火算子的改进粒子群算法进行求解.其中"背包策略"可以明显提高粒...     

大型船舶电力系统分布式并行潮流计算方法

提出一种大型船舶电力系统分布式并行潮流算法,将电网划分为供电网络和辐射状配电网络两个潮流计算层次,定义了层次之间的接口方程及基于牛顿—拉夫逊法和前推回推法的两层网络交替迭代求解模型。为提高潮流求解的效率,将电网划分多个供电区域,并将全网的潮流计算任务分配给相应的计算单元,采用分布式并行计算方式求解全网潮流。对典型船舶电力系统的测试结果表明,该算法较传统潮流计算方法具有更好的收敛性和计算速度,适用于求解大型船舶电力系统潮流问题。     

大型船舶电力系统分布式并行潮流计算方法

提出一种大型船舶电力系统分布式并行潮流算法,将电网划分为供电网络和辐射状配电网络两个潮流计算层次,定义了层次之间的接口方程及基于牛顿-拉夫逊法和前推回推法的两层网络交替迭代求解模型.为提高潮流求解的效率,将电网划分多个供电区域,并将全网的潮流计算任务分配给相应的计算单元,采用分布式并行计算方式求解全网潮流.对典型船舶电力系统的测试结果表明,该算法较传统潮流计算方法具有更好的收敛性和计算速度,适用于求解大型船舶电力系统潮流问题.     

基于博弈理论的电力系统扩展规划方法研究

随着我国电力建设的加强以及对电力系统研究的不断深入,如何根据电力市场中不同投资主体的优势和特点研究最合理的电力系统扩展规划方案,对于我国电力系统的可持续发展具有重要意义。提出了一种基于合作博弈的电力系统扩展规划方法。首先,根据电力市场下各主体的投资和收入情况,分别建立相对应的经济规划模型,进而,基于发电公司和电网公司之间的影响机理以及博弈行为分析,构建电力系统中不同投资主体间的合作博弈规划模型;然后,利用迭代搜索法对模型进行求解;最后,基于仿真算例验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于动态规划算法的故障恢复重构

提出了一种基于动态规划算法的电网恢复重构方案,将配电网的故障恢复重构过程转化为一个多阶段决策过程并设计了动态规划算法进行求解。该方案以恢复最大容量的非故障失电负荷为目标,通过把非故障失电区的多个负荷节点分割为不同的恢复区,并根据每个分区中不同节点的恢复供电顺序生成计算序列组。以此将非故障失电负荷节点的恢复供电过程构建成适用于动态规划方法求解的重构计算模型。重构算法利用对分区方案的选择来降低整体计算复杂度,并采用有效节点串的提取来减少算法组合数和提高计算效率。文中还应用提出的算法对33节点和69节点的测试系统进行了恢复重构计算,给出了算例比较分析,验证了该方案的有效性。     

基于多智能体的船舶综合电力系统故障恢复方法

提出基于多智能体(Agent)系统的船舶综合电力系统故障恢复智能决策新方法.该方法定义与船舶电网供电区域相对应的供电区域Agent模型,基于Agent抽象体系结构设计构成供电区域Agent的各职能Agent,并建立故障恢复智能决策多Agent系统,在此基础上,基于动态主从式多Agent协同策略实现船舶综合电力系统故障恢复.典型算例系统故障恢复离线测试结果以及实时仿真结果表明,该方法能够快速、有效地求解船舶综合电力系统故障恢复问题,具有较好的工程应用前景.     

基于启发式遗传算法的舰船电力系统网络重构研究

舰船电力系统(SPS)的网络重构是恢复系统故障、提高舰船生命力的重要途径之一。在满足各种运行约束条件下，快速地恢复因战斗受损的负荷供电是一典型的非线性整数规划问题。该文建立了重构数学模型，并提出了一种启发式遗传算法对其进行求解，以启发式算法结果为初始种群，有效地提高了收敛速度。根据SPS的特点，重要负载都需两路(正常和备用路径)供电，对遗传算法的编码方式采用了新的针对负荷的0，1，2编码。提出了以扩展矩阵法对重构时支路的连通性及容量约束进行检验，极大地减小了计算复杂度。算例结果表明上述方法是可行、有效的。     

Optimized restoration of combined ac/dc shipboard power systems including distributed generation and islanding techniques

Reconfiguration involves changing the status (OFF/ON) of switches, and reconfiguration for restoration involves changing the switch status to maximize the supply to loads that are left unsupplied after fault removal. Shipboard Power Systems (SPS) need automated reconfiguration for restoration schemes to restore vital loads quickly and efficiently in order to improve fight-through and survivability capabilities. The restoration in this paper is achieved using optimization with multiple objectives—maximizing the restored load and giving priority to vital loads. A restoration scheme for SPS with an integrated power system (IPS) and distributed generation (DG) involving islanding has been developed. This formulation includes a hybrid power system that has both ac and dc parts. The restoration formulation in this paper also considers the unbalanced nature of SPS operation with mutual coupling.     

改进蚁群算法求解船舶电力系统故障重构问题

船舶电力系统故障重构是一典型的非线性组合优化问题.文中给出一种改进的蚁群算法来实现故障下的网络重构,将重构问题看成子集类优化选择问题,修改并建立适合解决此类问题的蚁群算法模型.根据船舶电力系统重构特点,设计了一种可变邻域搜索算子以进一步探索优质解附近可能存在的更优解,针对算法易出现的劣质解元件,设计了两种优化操作以减少劣质解的产生,改善解集合的质量.算例分析表明,改进后的蚁群算法可以有效实现船舶电力系统的故障重构.     

计及特级负荷恢复的网架重构分时段全局优化方法

制定科学合理的网架重构恢复方案对加快系统恢复进程、减小停电损失具有重要作用。针对当前分时段恢复方案优化策略无法实现时段间协调优化的不足,提出一种网架重构分时段恢复方案全局优化方法。首先,鉴于特级负荷对维持社会稳定和恢复过程的重要性,将其纳入网架重构过程的恢复目标;之后,综合考虑多种约束,建立了协调机组、特级负荷和网架结构三方面恢复效果的网架重构分时段全局优化模型。该模型是一个含整数决策变量的复杂的多目标优化决策模型。通过分析总结已有恢复操作序列优化制定方法的内在逻辑,提出了一种分时段全局优化两步求解策略,即首先优化求解时段数参考值,再进行恢复方案全局优化。结合非支配近邻免疫算法和变异系数法对建立的模型进行求解。新英格兰10机39节点系统算例和我国西南某地区实际电网算例验证了本文所提模型和算法的有效性。     

Market-based multiagent system for reconfiguration of shipboard power systems

On ships, the electric shipboard power system (SPS) supplies electrical power to critical functions such as navigation, communication, emergency systems, and in the case of warships, weapon systems. During ship operation, some parts of the SPS may become unavailable due to damage, fault, or maintenance. For the survivability and reliability of ships, it is desired to make the SPS highly reconfigurable. This paper presents a market-based multiagent system (MAS) for the reconfiguration of radial SPS. Radial SPSs are found on majority of ships. In the proposed MAS, each agent only communicates with its neighbor agents to make the system work in a fully decentralized manner. The MAS is implemented using Java Agent Development Framework (JADE), which is fully implemented in Java and compliant with Foundation of Intelligent Physical Agents (FIPA). An SPS with two generators and four loads is used for testing the proposed MAS. The results show the proposed MAS can successfully reconfigure a radial SPS.     

舰船电力系统网络重构研究综述

由于舰船电力系统使命的特殊性及系统的独特性,其网络重构不同于一般的电力系统.本文较为全面地分析了舰船电力系统的特点,综述了其网络重构的发展,对重构中涉及的网络计算、重构指标计算、网络的连通性检验及拓扑识别方法、重构数学模型及模型的求解方法等给出了详细的归纳与总结.最后指出了未来舰船电力系统网络重构的发展方向.     

计及需求响应的分布鲁棒博弈区域综合能源系统运行优化策略

随着能源市场的发展,大量新兴市场主体参与竞争,区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)源荷间日渐复杂的利益耦合关系给制定有效的协同优化策略带来困难.因此,文章提出基于分布鲁棒博弈的RIES源荷协同优化策略,将RIES运营商作为领导者,用户作为跟随者,建立考虑供能侧...     

用于舰船电力系统重构的多代理系统设计

舰船电力系统(shipboard power system,SPS)的网络重构是故障发生时,恢复系统供电、提高舰船生命力的重要途径之一.提出一种多代理系统(multi-Agent system,MAS)模型来实现舰船电力系统的重构,存保障高优先级负荷供电的前提卜尽可能地恢复系统供电.所提出的MAS中,各代理都具备一定的推理能力,能够根据不同的环境做出合理的决策.采用Java程序设计语言和多代理软件开发框架(Java Agent development framework,JADE)设计MAS.通过舭船的典型故障算例验证所提出MAS模型的可行性和有效性.     

基于加权复杂网络模型的恢复路径优化方法

输电网络重构是电力系统大停电或部分停电后进行恢复的第2个阶段,如何确定恢复的目标骨架网络及其恢复路径序列是该阶段的主要任务。文中提出了一种新的基于加权复杂网络模型的输电网络重构优化算法,考虑了节点有功发电出力和有功负荷（特别是重要负荷）的大小以及各节点在网络中的分布情况和重要性程度,并利用了加权复杂网络模型中衡量网络枢纽性的介数指标来优化恢复路径。该算法可以得到最优的恢复路径序列和目标骨架网络,克服了现有方法在确定目标骨架网络和优化恢复路径序列这2个输电网络重构环节严重脱离的缺点,并在一定程度上解决了现有的恢复路径优化方法采用专家经验或分段寻优策略而无法得到最优解的问题。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所提出的方法的基本特征。