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基于粒子群算法的船舶电力系统功率优化研究
| 论文题名： | 基于粒子群算法的船舶电力系统功率优化研究 |
| 关键词： | 船舶电力系统;功率优化;粒子群优化算法;潮流计算;网络损耗 |
| 摘要： | 随着电力推进相关技术的不断发展，以及国际海事组织对船舶安全、环保等方面要求的全面提高，电力推进已成为船舶推进方式的首先选择。配备综合电力系统的电力推进船已成为船舶行业的主要发展方向，具有良好的可靠性与经济性。船舶综合电力系统中主要的研究方向之一是有功功率与无功功率的优化研究。有功无功优化是提高综合电力系统运行性能采取的主要措施，因此进行有功无功优化研究是十分必要的。本文对综合电力系统开展了有功功率与无功功率优化研究。 首先，对船舶综合电力系统的基本参数、组成、网络结构和特点进行分析，并根据大型远洋客船的特点，对远洋客船综合电力系统进行设计，确定系统的电制、电压等级、额定频率和拓扑结构。 其次，针对船舶综合电力系统有功功率优化和无功功率优化问题分别建立相应的数学模型，确定有功和无功优化的控制变量、状态变量、目标函数和约束条件，并采用罚函数法对各种约束条件进行处理。 再次，以远洋客船综合电力系统作为研究对象，使用权重改进的粒子群优化算法求解以降低发电费用为目标的有功功率优化问题。对每台发电机启停机状态、发电机组有功功率分配进行优化调度。通过仿真计算得到远洋客船的不同工况下船舶电站的经济运行模式。仿真结果表明，采用的优化算法可以有效地提高船舶综合电力系统运行的经济效益。 最后，对船舶综合电力系统无功补偿装置和无功补偿方式进行了总结，并且在确定了系统网络结构和基本参数后，使用权重改进的粒子群优化算法与潮流计算相结合，对系统中相应的控制变量进行优化调整，以系统的网络损耗为目标，进行无功优化的仿真计算。将无功优化前通过潮流计算得到的结果与无功优化后的计算结果进行对比，验证了选用的优化算法可以在满足系统技术指标的前提下，有效地降低网络损耗。 |
| 作者： | 梁宇 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 兰海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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