混沌遗传算法在船舶电力系统供电恢复中的应用研究

实现船舶电力系统的快速供电恢复是一个复杂的多目标非线性组合优化问题.根据系统的特点,采用混沌自适应遗传算法,使用混沌优化产生初始群体,以保证初始种群含有较丰富的模式,从而增加搜索快速收敛于全局最优解的可能,然后通过采用精英保留的选择机制和自适应交叉、变异概率,有效地加快了算法的收敛速度.船舶电力系统典型故障恢复算例表明,该算法改善了遗传算法的性能,提高了算法的收敛速度及精度,避免了不成熟收敛,较好地实现了船舶电力系统的多目标故障恢复.     

改进遗传算法在船舶自由浮态计算中的应用

为了更快、更准确地计算船舶自由浮态问题,对原有计算方法进行改进。根据船舶自由漂浮的平衡条件,将自由浮态计算归结为多目标约束优化问题,并引入一种改进遗传算法对该优化问题进行求解。实例计算表明,使用该方法,迭代次数明显少于基本遗传算法,船舶自由浮态计算时间大幅下降,计算结果准确可靠。研究结果对于迅速掌握船舶状态,可靠保障船舶生命力具有重要意义。     

基于最优Pareto集的船舶出坞拖轮配置优化

本文采用多目标遗传算法求解船舶出坞拖轮配置优化模型的近似Pareto最优解集，针对遗传算法只能优化单目标、无约束问题，通过引入罚函数除去了船舶出坞中多变量非线性有约束问题的约束限制。本文利用加权和方法处理船舶出坞拖轮装置多目标优化问题，并按专家决策方法确定各目标函数的权系数。拖轮配置优化结果表明了多目标遗传算法的有效性，并为船坞主管进行船舶出坞拖轮配置决策提供了充分的依据。     

基于遗传算法的舰船抗沉决策模型研究

为了评估抗沉方案的优劣,本文提出紧急情况下辅助快速决策的抗沉决策模型,并采用遗传算法来求解,核心思想是采用可用的抗沉舱进行压载或排空操作来调整船舶浮态。改进的遗传算法采用轮盘赌选择,单点交叉,变异进行迭代计算直到满足停止准则,选择倾斜角和横倾角作为停止准则。通过实例计算,证实了提出的优化模型和遗传算法的有效性。     

遗传算法在船舶电缆布局优化设计中的应用研究

船舶电缆布局优化是实现船舶布线自动化的一项技术难题,这一问题的解决可节省大量电缆布局设计的时间和费用。建立优化模型,并对传统遗传算法中初始种群的产生方法、选择算子及变异算子进行改进,增加检测操作,从而构造求解该模型的改进遗传算法。仿真结果表明,该算法是一种具有全局寻优能力的布局优化方法,具有高效性、实用性,并可扩展于解决船舶设计中的其它优化问题。     

基于自适应遗传算法的船舶分段装配序列优化研究

针对船舶分段实际装配时存在施工不合理而导致建造成本过高的问题,提出基于自适应遗传算法的分段装配序列优化求解方法。根据其几何约束和工艺约束建立了包含干涉关系、重定向次数、吊装工具改变次数、装配效率等评价函数的目标优化体系,提出采用改进的自适应遗传算法进行装配序列优化,并将评价标准作为目标函数进行优化计算,降低了问题的繁琐程度,提高了系统的工作效率,且通过实例验证了算法的有效性。     

船舶中压直流电力系统配电网络重构技术研究

船舶电力系统网络重构是一个多目标组合优化问题。针对船舶中压直流综合电力推进系统,建立其配电网络拓扑模型,设计改进的节点电势法对其配电网络进行潮流计算,研究其各支路故障情况下的线路电流与功率分布。根据负荷恢复量、稳定性及开关动作量,建立配电网络的故障重构模型。结合自适应权重法和杂交池算法,并设计"定向变异法"对粒子群算法予以改进,增强寻优速度及全域搜索能力,将其运用于配电网络的故障重构模型的求解。算例结果表明,利用该算法能更快速地获得更完备的重构方案,算法具有较强的寻优性能。     

船舶电力系统负荷模型及参数辨识研究

该文在分析了船舶电力系统负荷特性的基础上,将陆用电力系统负荷仿真研究中的一种综合负荷模型引入到船舶电力系统负荷仿真研究中,采用遗传算法辨识了模型参数,并进行了实际模型与辨识模型的对比分析,验证了模型的合理性.     

基于网络拓扑结构的大型船舶电力系统的建模及算法研究

船舶电力系统是船舶动力的重要生命源。本文在网络拓扑的基础上对船舶电力系统进行重构,建立电力系统的重构模型,并通过改进的遗传算法求解最佳组合解,最后通过对故障后的网络拓扑跟踪进行仿真,实验结果表明,本文算法能够满足一级负载和部分二级负载的供电,可行性强。     

遗传算法和神经网络在船舶柴油机故障诊断中的应用

为提高船舶柴油机故障诊断的精度,以及改善神经网络收敛速度慢,易陷入局部最优解的情况。提出一种基于改进遗传算法和RBF神经网络相结合的智能诊断方法,并将其应用于船舶柴油机故障诊断中,改进的方法优化了神经网络的隐节点、宽度参数以及中心向量,用最小二乘法训练网络隐层到输出层的权值。最后在Matlab仿真软件下,对船舶柴油机故障诊断模型进行仿真实验。实验证明,自适应遗传算法优化的RBF神经网络,诊断速度快,诊断精度高,收敛效果好,能较好地应用在船舶柴油机的状态监测和故障诊断中。     

大型舰船电力系统潮流计算方法(英文)

The effect of line voltage drop is considered larger on loads, especially on asynchronous motor, transformers and other non-linear load parameters in power system of large ships. A novel power flow method based on improved node voltage method is proposed, and a typical ship power system, which has 2 power stations and 10 nodes, with closed-loop design but open-loop operation, is taken as an example. Simulation results show that the improved power flow calculation method has achieved higher accuracy and better convergence.     

船舶电力系统重要度排序方法研究

针对船舶电力系统重要度排序问题,提出一种信息熵与模糊层次分析法(FAHP)相结合的综合评判方法,即E-FAHP综合评价法。该方法首次采用概率标度法,构造区间值优先互补判断矩阵,尝试用相似熵建立目标函数,运用遗传算法进行寻优,分别获得加性相似熵模糊一致判断矩阵和乘性相似熵模糊一致判断矩阵,然后采用对应权重计算公式进行重要度排序。最后通过实例验证该方法在船舶电力系统重要度评价中的应用。     

基于节点电势法的舰船电力系统潮流计算方法

针对舰船电力系统中非线性负载尤其是异步电动机负载较多,且发电机组数量多、容量小,需考虑其功率分配关系等特点,提出基于节点电势法的潮流计算改进算法。利用此算法对一个8节点的典型舰船电力系统模型进行计算,并通过Matlab软件仿真予以验证。结果表明,该算法具有计算精度高、收敛速度快等特点。     

含大功率脉冲性负荷的船舶供电系统设计及研究

脉冲性负荷是一种功率波动明显、频率切换频繁的负载,而船舶电力系统的容量和惯性较小,容易受到负荷波动的影响。本文首先根据雷达的种类、功率,及其运行特性和影响,将其进行分类并梳理出相应的解决思路,对功率波动周期和占空比都不确定的脉冲负荷雷达进行研究。由于柴油机的调速特性和发电机的调压特性都跟不上负荷频幅的波动,脉冲性负荷的工作会给船舶电力系统造成恶劣的影响,本文设计了一种含电容储能的脉冲性负荷供电系统,并完成储能电容参数的计算,结合柴油发电机组固有机械储能特性优化配置电容储能的容量。通过仿真验证了该供电系统在雷达多种典型工况下,直流母线电压的波动满足相关指标要求,网侧输入功率平滑稳定,且网侧电压谐波小于2%,满足负荷供电需求及舰船电网抗负载冲击的要求。研究结果对脉冲负载在舰船电力系统中的应用及其设计方面具有一定的指导意义和参考价值。     

基于马尔可夫过程船舶电力系统可靠性仿真分析

船舶可靠性至关重要,该文采用马尔可夫过程,从接近实际情况出发,建立有别于以往的船舶发电系统的容量模型;从概率论出发,利用MATLAB,选择合适的模拟方法,模拟出电力负荷概率分布曲线,快速地建立负荷模型.创新性地应用电力不足概率法(LOLP)于船舶电力系统中,结合容量模型与负荷模型,得出船舶发电系统可靠性指标,为船舶发电机组的容量、台数以及预防性维修提供参考,有助于完善能量管理系统(PMS)功能,提高电力系统安全与经济运行水平.     

多机船舶电力系统的瞬态电压降研究

基于单台发电机供电的船舶电网瞬态电压降计算方法,对多机船舶电力系统瞬态电压降问题进行了研究,使其计算方法更加符合船舶电网的实际情况,以便船舶电气设计人员在设计中能更精确地为电动机选择合适的起动方式。     

船舶淡水冷却系统流量分配的探析

对船舶淡水冷却系统流量分配问题进行探讨,在常规分支管路流量分配的计算方法的基础上,对该系统的流量分配提出新的流量补偿的计算法,并对实际施工提出建议。     

构建船舶微电网的研究

本文提出了船舶微电网概念,对船舶微电网的概念进行了定义和阐述,提出船舶微电网不能以"补充"角色接入船舶主电网,而应该以"船舶功能电网替换升级"的角色接入的研究思路,从而彻底改变传统的船舶电力系统功能网络架构。以四机组单主电站供电的大型远洋船舶电力系统为例,给出了与其相适应的船舶微电网架构形式,分析了船舶微电网独特的运行方式和相对于陆地微电网的差异,探讨了船舶微电网系统须研究的关键技术,最后指出船舶微电网建设对于我国船舶工业发展的意义和实施过程中的优势。     

新型混合型限流熔断器在舰船综合电力系统中的应用分析

采用中压直流电网输配电是舰船综合电力系统的重点发展方向,但中压直流开关的分断能力不足成为中压直流电网发展的一个重要制约.本文提出在合理位置加装电弧触发式混合型限流熔断器（ATH-CLF）来限制中压直流电网短路电流的方法来解决这一问题.首先以IEEE Std 1709-2010推荐的一种舰船中压直流电网为例,建立了该电网的EMTP仿真模型和ATH-CLF的EMTP仿真模型,计算了有无ATH-CLF以及ATH-CLF安装在不同位置时各典型位置发生短路的电网短路电流及母线电压跌落.分析表明,合理的ATH-CLF加装方案可有效降低短路电流水平,并可使非故障区域的母线电压跌落在10 ms之内恢复.     

新型电源结构下船舶综合电力系统区域配电网技术

随着船舶行业技术逐渐向高端化发展的趋势,综合电力系统技术作为未来清洁高效环保的发展方向日益被重视.船舶电力系统的电源、配网、用能3部分相互影响,用能日益提高,电源部分的高密度、大容量要求严格,多相设计是满足目前电源大容量需求的主要途径.分析当前常用的配网结构,直流区域配电网技术具有结构适宜、安全性高的特点.结合区域配电的思想,本文提出配电网区域邻接矩阵负荷管理办法,对电网多级负荷的运行状态、负荷计算、能量管理及其网络重构进行分析,对飞轮储能系统进行分析,相比传统的邻矩阵算法,分区管理思路能够减少计算量,辅助能量管理系统提高船舶的管理效率.