【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能量管理优化，特别涉及一种多电类飞机负载系统管理方法。
技术介绍
1、在多电飞机结构中，能量流动的中枢演变为电力系统，发动机主要实现电能的提供，之后由电源系统分配电能，为除冰、环控和刹车等系统的驱动设备供电，实现相应的功能。在电能替代液压能、气动能以及机械能过程中，不可避免会有数量众多的大用电量、非线性负载加入到飞机系统中，替换原有的由液压能、气动能和机械能驱动的设备，这些变化对多电飞机的整体用电量、发电量以及负载的有效管理提出了更高的要求。
2、现有的多电飞机的负载管理方法的研究主要针对单一目标飞机配电系统的汇流条负载卸载/加载的最优策略。傅大丰等(南京航空航天大学学报，2002,(01):73-78，飞机自动配电管理系统电气负载管理技术的研究)采用大功率sspc实现了先进负载管理，通过飞机电气负载管理系统控制电源接入、负载卸载、汇流条转换以及电网电压保护，同时可以实现负载自动接入和复位智能管理等功能；樊智勇等(计算机仿真，2018,(11):66-71，基于背包问题的多电飞机负载管理方法的研究)讨论了多电飞机供电不足时，因负载卸载不合理而导致供电品质和飞机安全性降低的问题，提出了一种基于背包算法的最优负载管理方案；葛玉雪(西北工业大学,2019，多电飞机的容错分层负载管理与能量优化设计方法)针对飞机电气设备的瞬时工作状态的多态描述问题，以负载的重要度、功率比和健康水平为变量，通过模糊逻辑建立自适应负载优先级修正方法，可实现对负载工作状态的多态描述。以上研究对负载管理方法进行设计时，均没有考虑在负载管
技术实现思路
1、鉴于现有技术的状况及存在对负载管理过程中负载特性的考虑不充分的不足，在充分考虑负载特性对配电网络影响的情况下，分析负载在卸载和加载过程中对于飞机整体功率输出的影响，通过分析多电飞机典型配电网络特点，充分考虑负载特性在负载管理过程中对汇流条功率因数的影响情况，从而将负载管理过程抽象为多目标混合整数问题，确定了多个管理目标和约束条件，设计了一种面向多电飞机的多目标负载管理方法，获得了一种在多电飞机结构中负载的优先级和供电充足程度条件下，通过智能设备检测过载，断开和连接相关负载，实现负载管理的最优管理策略。
2、本专利技术是通过以下的技术方案实现的：一种多电类飞机负载系统管理方法，基于cplex-opl建模语言实现，该方法包括两部分，一部分是供电部分的优先级安排和另一部分是负载的优先级管理；步骤如下：
3、步骤一，供电部分的优先级安排，根据多电飞机的配电网络特性对飞机供电部分的不同影响，安排不同汇流条的供电优先级关系；
4、步骤二，负载的优先级管理，根据飞机负载安全性和负载特性的区分，进行分析不同负载的优先级安排；
5、步骤三，根据步骤一和步骤二分析所得结果，设置约束目标函数，实现了针对多目标飞机配电系统负载卸载/加载的最优管理。
6、步骤1所述供电部分的优先级安排方法为：在多电飞机架构中，能量流动的中枢演变为电力系统，发动机主要实现电能的提供，之后由电源系统分配电能，为系统的驱动设备供电，多电飞机的整体用电量高，大量的用电设备会表现出非线性的负载特性，设置多电飞机发电机中主发电机为主汇流条供电，然后主汇流条不仅向次级汇流条供电，还为大用电负载进行供电，之后次级汇流条再将电力分配给相应的负载，能够提高对多电飞机的整体用电量的有效管理；在飞行过程中，当一台发电机发生故障时，提供电力的优先级为：其同侧的主发电机供电高于apu发电机供电，apu发电机高于rat发电机。
7、步骤2所述负载的优先级管理方法为：负载在特殊情况下进行卸载/加载，并能保证飞机正常飞行，负载类型增加了更多的容性负载、感性负载以及混合性负载，在卸载/加载时会对飞机有更加复杂的目标需求，定义飞行期间能够提供飞行保障的负载为关键负载；能够为乘客提供与地面环境相同的负载为非关键负载，保证关键负载在负载管理过程中能够保持连接，当进行卸载过程时，应优先保留关键负载，分析负载容性与感性对功率三角形的影响，感性负载特性，cosθ<1,θ∈(0,90°)，电流的相位滞后于电压的相位；容性负载特性，cosθ<1，θ∈(﹣90°,0)，电流的相位超前于电压的相位，由于功率因数角θ∈(﹣90°,90°)，当汇流条对应的功率因数角为0时，输出效率最高。
8、步骤3所述设置约束目标函数的方法为，设置三个目标函数：
9、目标一：总的输出发电机输出功率pgouti与对应的主汇流条总功率pi相差最小，即其中pgout为发电机输出功率，i为主汇流条编号，总的输出发电机输出功率为pgouti＝∑γi gi，i为汇流条上连接的发电机编号，γi为冗余连接系数，其中∑γi＝1，供电时仅有一台发电机进行供电，gi为发电机输出功率；主汇流条所需的总功率：其中γi为冗余连接系数，i为汇次级流条编号，m为次级汇流条数量，为了保证供电需求每台发电机的输出功率应满足pgouti≥pi；
10、目标二：汇流条对应的功率因数角等于或接近0，第i条汇流条上的功率角θi为由于负载特性的不同，分母中各项均为正数，要有较高的功率利用率，则分子部分要小，即：为了保证相应汇流条的功率约束角在(﹣λ,λ)范围内，应满足：
11、
12、
13、目标三：设定每个负载的供电优先级矩阵为w，wij为汇流条i上的负载j，并设置关键负载的优先级为1，非关键负载的优先级为2，主汇流条上所有负载的总优先级在考虑负载优先级的情况下，需要保证关键负载优先进行供电，对应的关键负载总权重最小，即
14、本专利技术的有益效果是：本方法综合考虑了在负载管理过程中汇流条负载的特性变化对供电系统功率特性的影响以及多电飞机多目标的供电需求，将负载管理问题抽象为混合整数规划问题，实现了负载管理的最优管理策略，提高了多电飞机的整体用电量、发电量以及负载的有效管理。针对在飞机发生的不同种故障情况下，在本管理程序对负载进行管理时，可以优先保证飞机关键设备的安全连接，其次对非关键设备的卸载/加载，并且整个过程中满足多目标管理的预设要求，对多电飞机的负载管理过程整个系统功率的利用率进行了提高，有效实现了对多电飞机结构中的负载优先级安排，保证整个飞机供电的安全性和经济性，提高了飞机的整体经济性。
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1.一种多电类飞机负载系统管理方法，基于CPLEX-OPL建模语言实现，其特征在于：该方法包括两部分，一部分是供电部分的优先级安排和另一部分是负载的优先级管理；步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种多电类飞机负载系统管理方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种多电类飞机负载系统管理方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种多电类飞机负载系统管理方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种多电类飞机负载系统管理方法，基于cplex-opl建模语言实现，其特征在于：该方法包括两部分，一部分是供电部分的优先级安排和另一部分是负载的优先级管理；步骤如下：
2.根据权利要求1所述的...
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