《船舶梯形電網脆性風險熵分析與網路重構最佳化研究》是依託上海交通大學，由白傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：船舶梯形電網脆性風險熵分析與網路重構最佳化研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：白傑
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
課題以艦船梯形配電網路為對象，研究艦船配電網路規劃和電網重構在網路生命力、可靠性和經濟性指標下的電能最佳化管理問題，具體包括艦船梯形配電網路的脆性風險熵分析與評價，電網重構建模及最佳化算法兩個基本科學問題。課題考慮Cyber-physical系統特性，引入脆性風險熵分析,凸逼近模型和模擬物理動態的智慧型體方法，重點研究：①配電網路分析，研究梯形配電網路的脆性的風險熵評價和演化；②電力系統網路重構建模，研究在Cyber-physical系統特性下的電網重構與服務恢復最佳化建模問題，包括靜態、動態與多智慧型體模型；③重構算法開發及分析,研究穩態模型下兼顧時間與最佳化的逼近類算法以及動態模型下的多智慧型體合作博弈的自組織湧現性算法。 項目研究將為艦船梯形配電網路的脆弱性分析和網路重構最佳化領域提供理論指導和技術支持，具有重要套用價值。
結題摘要
本項目以梯形艦船電力系統的配電網路為研究對象，研究了梯形艦船電力系統的脆性分析與評價、網路重構與最佳化以及綜合能量管理等問題，項目的研究成果為艦船電力系統的生命力、可靠性和經濟性等指標的提升提供了技術支持。具體包括： （1）在脆性分析過程中，項目組針對梯形艦船電力系統的網路拓撲結構，將系統的網路結構圖轉換為有向網路圖，並結合電路設備可靠性參數，採用基於鄰接矩陣的最小割集法對系統關鍵節點進行了可靠性分析。創新之處在於引入機率增、脆性風險熵等概念對梯形艦船電力系統出現線路故障時系統的可靠性進行了分析，對系統的線路保護具有一定的參考意義。本項目設計的算法可靠性高，運行複雜度小，在梯形艦船電力系統的實時運行中可以快速計算系統可靠性。 （2）在網路重構與最佳化過程中，項目組通過將故障後負載恢復與重構最佳化問題轉化為背包問題，考慮待恢復負載的重要性，將負載分為三個等級，利用動態規劃等方法對問題進行求解。並綜合比較了貪婪算法與動態規劃法在網路重構中的優劣。經數值仿真驗證，動態規劃法的算法複雜度小，計算速度快，更適合在艦船等使命關鍵的設備上使用。 （3）在梯形艦船電力系統的配電能量管理研究過程中，項目組採用基於多智慧型體的方法，通過分析DC/DC變換器的動態電路特性，將每個配電中心的DC/DC變換器建模為智慧型體。結合負載功率需求以及電源側供電能力，實時匹配負載與電源間的供需關係，達到系統經濟運行的效果。該算法已在Simulink/SimPower system中進行了數值仿真，半實物仿真模型正在構建中，將進一步驗證其有效性。
