一种考虑可靠性约束的船舶电网故障重构凸优化模型
专利汇可以提供一种考虑可靠性约束的船舶电网故障重构凸优化模型专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种考虑可靠性约束的 船舶 电网 故障重构凸优化模型，包括以下步骤：基于线路-配电板关联矩阵建立可靠性指标计算模型；以降低船舶电网的失负荷和网络损耗为目标，考虑船舶电网的 电压 约束、系统以及重要负荷的可靠性约束，建立船舶电网故障重构模型；通过二阶锥松弛将原模型转化为船舶电网故障重构凸优化模型，以求解得到负荷恢复量最大的重构策略。本 发明 能够使重要负荷恢复后的功率损失最小化，保证了系统和重要负荷的可靠供电，电压 质量 也得到改善。该方法 精度 高，能快速得到全局最优解。，下面是一种考虑可靠性约束的船舶电网故障重构凸优化模型专利的具体信息内容。
1.一种基于凸优化模型的船舶电网故障重构方法，其特征在于，所述船舶电网故障重构方法考虑了可靠性约束，并包括以下步骤：
步骤1、基于可靠性指标以及船舶电网故障重构要求，将船舶电网的负荷分为不同重要等级，并定义不同负荷等级的重要程度；
步骤2、根据步骤1得到的负荷分类结果，通过线路-配电板关联矩阵建立可靠性指标计算模型；
步骤3、将步骤2中的可靠性指标计算模型作为约束条件，并以降低船舶电网的失负荷和网络损耗为目标，考虑船舶电网的电压约束、系统以及重要负荷的可靠性约束，建立船舶电网故障重构模型；
步骤4、通过二阶锥松弛将船舶电网故障重构模型转化为凸优化模型；
步骤5、对所述凸优化模型求解得到满足上述约束、并使所述船舶电网的失负荷量最小的动作开关；
步骤6、执行所述动作开关。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，定义船舶电网的负荷等级包括：
将船舶电网根据负荷的重要度分为I级负荷、II级负荷和III级负荷；
所述I级负荷为船舶系统的一级负荷，每个一级负荷都至少分配两条供电路径连接，通过自动总线传输将每条供电路径连接至船舶电气系统；所述自动总线传输能够自动快速地将负载与正常电源断开，并将负载电源与备用电源连接起来；
所述II级负荷为船舶系统的二级负荷必要时允许卸下或转移到其他平台供电，以防负荷大幅度损失；
所述III级负荷为船舶系统的三级负荷必要时可立即卸载。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，考虑船舶电网可靠性约束包括：
首先由式(1)定义了系统的平均停电频率SAIFI和电量不足期望值EDNS：
式中，NI表示重要配电板集合；λj表示配电板j的停电概率；Cj表示配电板j所连接的负荷数量；PLj表示配电板j的有功负荷；
船舶电网的可靠性约束具体表现为SAIFI和EDNS小于或等于给定的标准值，如式(2)所示：
式中，SAIFI*表示给定的平均停电频率标准值；EDNS*表示给定的电量不足期望值的标准值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述建立可靠性指标计算模型具体包括如下步骤：
首先由式(3)定义线路-配电板关联矩阵:
式(4)表示了基于线路-配电板关联矩阵的可靠性指标计算模型：
式中， 表示配电板j第m条供电路径的故障率；λij表示线路ij的故障率；Nm(j)表示配电板j的供电路径集合； 为二进制变量，表示配电板j是否选择第m条供电路径；Xj为二进制变量，表示配电板j是否投入使用；Yij为二进制变量，表示线路ij的投入情况；NL表示船舶电网中的配电板集合；L表示船舶电网中的线路集合。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述船舶电网故障重构模型的重构目标还包括降低电网的运行损耗；
所述船舶电网故障重构模型的可靠性约束条件包括有功功率平衡约束、无功功率平衡约束、电压降等式约束、视在功率等式约束、电压安全运行约束、线路传输容量约束及辐射网拓扑约束、可靠性约束。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述船舶电网故障重构模型的目标函数具体为：
最大化恢复的负荷：
式中，S是负荷级别的集合,包括一级负荷,二级负荷和三级负荷，ωs是每个类型负荷的权重。
最小化网损：
式中，iij表示线路ij的电流；rij表示线路ij的电阻。
总目标：
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于船舶故障重构约束条件如下：
有功功率平衡约束为：
式中，w(j)是配电板j的父配电板集合；Pij是线路ij的有功功率；Pkj是线路kj的有功功率；Ykj为二进制变量，表示线路kj的投入情况；v(j)是配电板j的子配电板集合；
无功功率平衡约束为：
式中，Qij是线路ij的无功功率；Qkj是线路kj的无功功率；xij是线路ij的阻抗；QLj是配电板的无功负荷；
电压降等式约束：
式中，uj是配电板j的电压，ui是配电板i的电压；
视在功率等式约束：
电压安全运行约束：
式中，umin和umax是船舶电力系统安全电压边界；
线路传输容量约束：
式中， 是线路ij最大传输容量；
辐射网拓扑约束：
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过二阶锥松弛将式(1)-式(14)所示的配电网重构模型转化为二阶锥规划模型具体包括以下步骤：
将配电网潮流模型转化为二阶锥形式：
式中，N是船舶电网的配电板集合；Iij、Uj是配电网潮流模型中的线路电流和配电板电压的平方；
为了考虑配电线路是否投入，电压与它所连接的支路通过式(17)相关联：
式中， 是配电板j与线路ij的联系电压的平方；
目标函数转化为：
约束(8)-式(12)转化为式(19)-式(23)：
式中， 是配电板i与线路ij的联系电压的平方；
式中，是线路ij允许的最大电流。
为了避免孤岛，增加式(24)作为约束：
式中， 线路ij的虚拟有功功率；ξ是配电板j的虚拟有功负载。
通过式(25)将解空间投影至锥体上，实现潮流方程的松弛：
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，通过二阶锥松弛后的船舶电网故障重构凸优化模型采用如下步骤构建，具体包括：
通过二阶锥松弛后，船舶电网故障重构模型转化为式(26)-式(27)的形式，其目标函数为线性表达式，约束条件包括线性表达式和二阶锥表达式，构成了混合整数二阶锥规划，为凸优化模型；
一种考虑可靠性约束的船舶电网故障重构凸优化模型
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