舰船综合电力系统分析技术研究现状与展望

舰船综合电力系统将传统上相互独立的机械推进系统与电力系统集成,是舰船动力系统发展的重要趋势,在舰船系统中具有举足轻重的地位,因此,开展舰船综合电力系统分析技术研究具有重要意义。首先,综述当前国内外在舰船综合电力系统关键技术领域的研究进展,包括潮流计算、短路故障检测与分析、恢复性重构、电压控制与无功优化、可靠性评估以及稳定性分析等。然后,分析舰船综合电力系统在这些关键技术领域所面临的困难与挑战,并提出各技术领域需要重点关注的研究课题。最后,对舰船综合电力系统未来的发展提出设想和建议,为以后舰船综合电力系统的分析指明方向。     

基于潮流计算的船舶电力系统研究及仿真

随着舰船集成化程度日益提高,各种设备的功能也越来越复杂,许多设备对电力的供应要求也更高,因此船舶电力供给系统也逐渐成为舰船系统中非常重要的一环。通过对众多设备进行合理的电力分配,船舶的能源负载能够很好地实现平衡,从而实现了集中化管理。本文分析船舶电力系统的特点,介绍电力系统中的电力分配模块,最后基于潮流计算方法实现对船用电力系统的建模和仿真,并给出基于前馈原理的软件实现流程。理论分析表明,此项电力管理技术能够取得较好的应用效果。     

舰船电力系统的非侵入式电力负荷分解技术

舰船作为机电液一体化装备,其中包含的系统非常多,而电力系统在所有系统中最为重要。舰船上的大部分设备,都需要通过电力系统进行供电才能保持正常工作。因此,保证电力系统的稳定性对于舰船而言尤为必要。为实现这一目标,应当对舰船上的侵入式电力负荷进行分解和监测。基于此点,本文从舰船电力系统的构成及其特点分析入手,论述了舰船电力系统非侵入式电力负荷分解技术。通过本文的研究能够对提升舰船电力系统的运行安全性和稳定性提供一定的支持。     

舰船中压直流综合电力推进系统稳态分析研究

本文对舰船中压直流综合电力推进系统进行稳态分析。首先,根据舰船中压直流综合电力系统基本特点,选定直流分层前推回代法作为基本方法加以改进;同时,提出了适用于该方法的支路计算等效模型,并将上述思想进行程序实现。通过算例分析结果可知,论文所提出的基于直流分层前推回代法的潮流计算方法,能够适用于舰船中压直流综合电力推进系统。     

一种舰船电力系统电压稳定边界计算方法研究

随着舰船电力系统容量的不断增大,系统的稳定运行点越来越接近其静态电压稳定边界。建立基于连续潮流方法的舰船电力系统模型,并对舰船电力系统的静态电压稳定性进行分析,提出能够在给定的发电及负荷增长方向上计算静态电压稳定边界的方法。所提出方法应用在一个13节点舰船电力系统中,分析结果表明常规舰船电力系统的稳定运行点远离其静态电压稳定边界,但随着系统传输容量的增大,会导致其逐步逼近这一边界,最终导致系统失稳。     

舰船中压直流综合电力推进系统设计及稳态分析研究

论文针对目前备受关注的舰船中压直流综合电力推进系统(简称舰船MVDC系统)进行设计及稳态分析研究。舰船MVDC系统设计分为两步:其一,结合需要系数法及发电机容量、台数确定原则,进行系统电源设计;其二,通过研究IEEE 1709标准以及船舶电力系统相关设计标准,提出舰船MVDC系统基本设计原则,并结合系统电源设计结果,完成系统结构设计。在系统设计的基础上,建立系统潮流计算数学模型;并基于直流牛顿拉夫逊法进行改进,提出舰船MVDC系统的交直流混合潮流计算方法,进行系统稳态分析研究。研究结果表明,论文所提出的系统设计方法及交直流混合潮流计算方法,适用于舰船MVDC系统。     

采用逆变器下垂控制的直流区域配电系统的潮流分析方法

潮流计算关系着电力系统的设计规划和稳定运行。为了分析直流区域配电系统的稳定性,本文在陆网潮流计算的基础上,针对直流区域配电系统的特点,确定了逆变器下垂控制策略。分析了电流均分的机理,使配电网络系统实现功率分配。完成了系统的潮流计算,通过仿真验证了该方法的有效性,降低了复杂工况对舰船配电系统的影响,有利于系统的安全稳定运行。     

基于分布式总线的舰船配电网络研究

综合电力系统是舰船的关键组成部分,为舰载用电设备提供高质量、稳定、安全的电源。随着舰船自动化水平的提高,舰载用电设备的装机量越来越大,导致舰船综合电力系统的网络拓扑结构日益复杂,系统的故障检测和维护变得困难。配电网络主要起到电力系统电源分配、调度和管理的重要作用,为了提高大型舰船电力系统的工作性能,国内外研究人员对电力系统配电网络的设计投入了大量的精力。本文在传统电力系统配电网络的基础上,结合分布式总线技术和潮流计算,研究了舰船电力系统网络重构和优化等问题,显著改善了舰船电力系统的故障检测和抗干扰能力,具有重要的实际应用价值。     

舰船电力系统电磁兼容建模分析方法综述

随着舰船动力和武器系统向电气化方向发展,电力电子技术在系统中的应用更加广泛,电磁干扰(EMI)与电磁兼容性(EMC)问题正成为影响电力系统可靠性和安全性的重要因素.本文在探讨舰船电力系统电磁兼容分析重要意义的基础上,从电力电子变换装置、电力推进系统及电缆通道等方面介绍了国内外舰船电力系统电磁兼容建模与分析研究的最新动态,探讨了各种方法的特点和适用性,同时对电磁兼容相关分析与计算方法进行了梳理.研究结果表明,将电磁兼容性设计融入电力系统功能与性能设计有助于在研制初期规避系统性电磁兼容风险,提升研发效能.     

舰船电力系统暂态稳定性研究

舰船电力系统结构装置复杂,其设计与制造的好坏决定了舰船综合性能是否稳定高效,在其电力系统中,各个电子设备依附电网运行,保持电力系统整体稳定是舰船电力系统最基础的要求,因而对其稳定性分析显得尤为重要。本文通过对陆地电力应用的研究,试图寻找一个运用于舰船电网暂态稳定的系统,且设计优化一个满足条件的模型,最后利用时域仿真技术对此模型进行仿真,证明此模型对暂态稳定问题有效。     

风力发电中的电力电子技术和控制技术

风力发电是新能源中最具开发条件,商业化发展前景和潜力最大的的发电方式之一。随着风力发电技术的发展和应用推广,对风力发电的效率和电能质量的要求越来越高,而应用电力电子技术和控制技术是有效的实现手段,本文总结了在风力发电中应用较多的几种电力电子器件及控制技术,分析了各种方法的特点、功用和发展。     

智能船舶电站电量数据采集系统设计

随着船舶技术与信息化技术的发展,船舶向数字化、信息化和智能化发展已经成为必然的发展趋势。船舶电站是船舶上一种重要的装置,是船舶电力系统的重要组成部分,它的可靠运行对于船舶的安全运行起着重要的作用。船舶电站的电量数据是一个重要的参数,可以用来判断船舶电站的工作状态以及统计分析,因此对船舶电站电量数据的智能采集就成了船舶工作人员必不可少的重要工作。本文设计一种智能船舶电站电量数据采集系统中,采用DSP芯片作为智能船舶电站电量数据采集系统的主控制器对系统进行了专门设计,实现对船舶电站电量数据的实时、智能、精准采集,能够充分满足船舶电站电量数据采集与处理在精确度和实时性等方面的要求,保障船舶安全行驶。     

燃燃联合动力装置等功率模式切换过程研究

以某燃燃联合动力装置为研究对象,采用Matlab/Simulink软件对该燃燃联合动力装置进行模块化建模并对该动力装置的稳态过程进行仿真。利用"等功率"方法对单机两桨推进转化为两机两桨推进、两机两桨推进转化为四机两桨推进模式进行分析,得到动力装置主要性能参数的变化规律。     

直流配电系统在舰船综合系统中的应用

直流配电系统是舰船综合电力系统中的一种新兴技术,能够有效减少燃料消耗和排放水平。然而,如何在舰船综合电力系统中有效应用直流配电系统,仍然需要进一步的研究。本文研究直流配电系统在舰船综合电力系统中的应用方法,并对综合电力系统的机电设备进行建模,为直流配电系统在舰船综合电力系统中的进一步发展,提供一定的借鉴作用。     

船舶电力系统电能质量研究

概述了电力系统电能质量的概念和分类,描述了船舶电力系统电能的界面要求,针对容量小的船舶独立电力系统,提出了对电能品质的要求和具体的指标。     

基于电力系统生命力性能的舰船电网优化方法

现代电子科学技术的发展使得船舶的电力网络也变得越来越智能化。在船舶电力网络中,电气化的程度已达到很高的水平。为加强船舶在复杂环境下的生存能力,提高船舶电网对抗恶劣电磁环境的能力,本文在研究船舶电力网络组成特点基础上,提出一种电力系统生命力性能的优化算法。该算法基于模糊综合评判理论,并采用蒙特卡洛算法计算电网的损坏程度,然后建立电力系统的数学评判模型,并采用遗传算法建立优化方案。最后通过实验仿真,验证本文优化算法的性能。     

无功平衡在船舶电力能源系统中的应用

全电力推进系统在舰船上的推广应用,促使电力和动力2种体系逐步融合,两大能源系统共存于一个应用环境当中,从而极大地提高了舰船上能源的利用率和变换率。但是,由此产生的舰船电力系统谐波和无功电流损害越来越严重,这是因为全电力推进系统使用了非常多的非线性负载。这不仅影响舰船的经济性,而且隐藏着严重的安全隐患。为此,本文将依据舰船实际运行情况,对电力谐波和无功电流进行适当的补偿。     

船舶传动装置双重功率分支机构研究

双重功率分支又称为功率四分支,其特点是在两级减速齿轮传动装置中的第Ⅰ级采用功率两分支,第Ⅱ级每个小齿轮再采用两分支,实现双重功率分支。双重功率分支机构可进一步提高传动装置功率密度比,有效解决船舶传动装置大扭矩、大功率、大速比的要求。在双重功率分支机构中,为实现其均载要求,将Ⅱ级小齿轮做成浮动结构。采用有限元法对自行设计的双重功率分支试验箱中的Ⅱ级小齿轮进行了强度校核计算,对试验件的设计具有重要的指导作用。     

氢燃料电池动力技术在船舶动力能效改进的应用

本文介绍氢燃料电池的基本结构和基本理论,开发一种结合氢燃料电池技术的船舶动力系统,针对新型船舶动力系统的电机选型、DC/DC转换器模块的电路设计等问题进行详细说明.为了验证氢燃料电池船舶动力系统的能效,在仿真软件Matlab中建立仿真模型,对比了 2种动力系统的能量消耗量.     

港口发电系统电力动态负荷自动测试方法

传统舰船电力动态负荷测试方法,无法对动态下强烈性非线性电力负荷做精准化走势运算,导致轴带发电系统运行负荷与生成实际电力负荷误差增大、运算速度减慢的问题。针对此问题,提出舰船轴带发电系统电力动态负荷自动测试方法。首先,通过对传统方法问题产生原因进行分析,找出误差产生参数。然后,通过引入NDHFR向量优化算法,对现有动态负荷测试参数进行优化替换提升计算速度,并利用替换后的形参数据建立检测模型,完成动态负荷的自动测试。最后,通过对比试验证明,提出的舰船轴带发电系统电力动态负荷自动测试方法切实有效解决了误差大的问题。