国军标《舰船电站品种系列》修订中若干问题研究

为适应舰船大容量电力系统、综合电力系统等技术的发展,需对GJB3884-1999《舰船电站品种系列》进行修订,补充完善发电机组类型和规格、中压电器、直流电器和电站自动化装置等相关内容.针对本次修订中涉及的主要内容,本文对相关国标和MIL标准进行了分析研究、对相关科研成果进行了归纳总结,为修订工作提供了技术支撑.修订后的GJB3884可填补舰船中压发电机组和中压电器设备国军标的空白、进一步规范舰船电站及其组成设备的选型、设计和研制.     

船舶水轮发电机组实时在线监测系统

舰船水轮发电机组是一种利用波浪发电的辅助电力设备,能提高舰船电力系统的整体性能,由于船舶水轮发电机组工作过程中会在海浪、船舶等各类影响因素下发生振动,不利于水轮发电机组的平稳运行,针对这一问题,本文设计了一种船舶水轮发电机组的实时在线监测系统,针对水轮发电机组的振动信号进行采集,并结合小波多分辨率分析技术进行振动信号的分析,可以实现良好的振动监测效果。     

我国舰船中压直流综合电力系统研究进展

舰船综合电力系统可实现全舰能量的综合利用,被誉为是舰船动力的第三次革命。介绍了一代和二代舰船综合电力系统的技术特征。结合我国综合电力系统设备的技术现状,介绍我国一代半舰船中压直流综合电力系统的研究进展,分析了系统层面存在的难点,主要包括:系统建模和电磁暂态仿真、气轮机发电机组和柴油发电机组并联、系统稳定性分析和分层保护等,并给出了解决的方法,指出中压直流综合电力系统需要在中压直流断路器、系统储能、系统安全运行和多时间、多目标能量调控方面进一步开展研究。     

舰船设备振动监测阈值设定方法

实时监测舰船设备振动状态,设定监测阈值,对发现舰船设备异常、制定维修计划具有重要意义.通过分析舰船设备可能出现的振动异常现象,对不同的异常特征量采用了置信区间、均值方差等方法进行监测阈值设定,经过实测数据验证了这两种方法的有效性.     

舰船柴油发电机组排烟管温度监测方法

传统发电机组温度监测方法,仅能对柴油发电机机械部分温度进行计算监测,无法对其排烟管温度进行相应的温度监测。为了避免柴油发电机组排烟管温度过高导致的发电机组异常以及存在的火灾隐患问题,结合发电机组温度监测算法与柴油机排烟管结构特点,提出舰船柴油发电机组排烟管温度监测方法。首先,对舰船柴油机发电机组排烟管相关参量进行系统性计算,获得烟量与温度之间的关联数据;然后,对柴油机发电过程中转子温度进行计算,得到热源基础数据。最后,通过柴油机组发电过程中转子产生热量与烟量之间的转换关系,计算得到精准的排烟管温度数据。通过实验数据的对比表明,提出的温度监测方法,具有稳定、精准监测柴油发电机排烟管温度的作用。     

云计算技术的舰船发电机组转速控制方法优化

舰船发电机组受到海上环境的影响,导致舰船发电机组的转速不稳定。为了稳定舰船发电机组的转速,降低舰船航行的风险,提出云计算技术的舰船发电机组转速控制方法优化。利用舰船发电机组的功能转换,建立了发电机组等效电路模型。通过设定发电机组等效电路模型参数,计算舰船发电机组输出功率和输入功率之间的关系。建立舰船发电机组的动力学模型,利用发电机组输出扭矩与喷油量和角速度之间的关系,建立优化目标函数。通过负载功率,选取了舰船发电机组的最佳运行转速。通过制定舰船发电机组转速控制策略,实现了舰船发电机组转速的控制。实验结果表明,云计算技术的舰船发电机组转速控制方法可以稳定舰船发电机组的转速,降低舰船航行的风险。     

基于机器学习的舰船轮机设备多发故障信号监测

针对舰船轮机设备故障信号监测中存在的运算量大、缺少故障数据、模型训练复杂、检测效率低、准确度不高等问题,设计了基于机器学习的舰船轮机设备多发故障信号监测方法。通过多种传感器采集舰船轮机设备振动信号,经小波变换降噪后,通过EMD经验模态分解提取舰船轮机设备振动信号特征,将其作为孤立森林算法输入进行异常信号检测,以异常信号检测结果为依据,构建决策二叉树支持向量机故障信号分类模型识别故障信号,实现舰船轮机设备多发故障信号监测,实验表明,该方法可以高效、准确地检测并识别舰船轮机设备的故障信号,而且适应性广泛,在舰船轮机设备的各种工况下,监测性能都十分良好。     

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。     

基于突变理论的舰船发电机组运行状态评价

为评价舰船电力系统发电机组运行状态,对舰船电力系统发电机组进行多层目标模糊分解;利用突变理论描述发电机组的运行状态,从而对其运行状态进行模糊综合分析和评价.分析了电压波动对系统工作状态的影响,并通过拟合得到了系统稳定性波动与电压之间的关系,为评价舰船电力系统的运行状况提供了一种新思路.     

船用汽轮发电机组异常振动问题原因分析及处理

某船电力系统配置有若干台快装式汽轮发电机组,其中1台出现突发性和间歇性异常振动.频谱测试表明,此异常振动为高速轴的半频振动,是轴承的油膜失稳造成的.经综合分析后,通过采取改造轴瓦型式,提高轴承的稳定性,消除了异常振动现象,保证了该汽轮发电机组的可靠运行.     

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。     

并联发电机组频率故障检测方法

船舶发电机组在并联运行工况下时,单台机组发生频率故障可能会影响全船电站系统的正常运行。针对该问题,根据柴油发电机组下垂特性,提出一种并联发电机组频率故障检测方法,通过实时检测频率偏差来精确定位发生故障的发电机组,并快速动作隔离故障源,减小故障影响范围,避免全船失电。     

船舶半物理仿真电站监控及虚拟操纵的系统设计

本文介绍智能控制电动机替代柴油机的船舶半物理仿真电站的优点,以此研究电站监控系统;采用组态软件和网络技术的有机结合技术,在船舶电站的监控与虚拟操作仿真进行实践,设计出具有友好的人机交互界面、可根据不同的船型有着较高参数调整灵活性和方便进行二次开发的监控与虚拟操作系统,其监控功能具有发电机组的启停、并车、解列、调频调载、电压和无功调整以及发电机组自动巡回检测、电力系统保护、发电机组工作状态实时显示等监控与虚拟操作等功能。     

船用燃气轮机发电机组控制策略仿真研究

对船用燃气轮机转速控制及发电机电压控制进行研究,采用Matlab/Simulink仿真软件,建立燃气轮机发电机组控制系统仿真模型,对其进行突增及突卸负荷仿真实验,结合船舶电网供电指标,研究发电机组一系列参数响应曲线。结果表明在电网负荷大幅度变化情况下,所定制的控制策略能使燃气轮机发电机组具有较好的调速及调压性能,满足船舶电网对供电品质的要求。     

新型船用发电机功率平衡电路研究与应用

本文针对并联发电机系统的功率平衡控制要求,提出了一种基于电压源等效模型的功率平衡新方案,并设计了功率平衡电路,建立了并联运行机组的MATLAB仿真模型.仿真计算与实际运行结果表明,该功率平衡新方案能有效调节各发电机的功率输出,有利于船舶电站的安全和可靠运行.     

柴油发电机组并联运行典型故障及原因分析

船舶发电机之间有功功率和无功功率的合理分配,是船舶发电机组稳定并联运行的必要条件之一。文章结合多年船舶柴油发电机组修理及船舶电站调试经验,对柴油发电机组并联运行中出现的典型故障进行分析,并提出了排除故障的方法。     

柴油发电机组H_2励磁控制器的研究

船舶电力系统电压的稳定性主要取决于船舶电站同步发电机调压系统的电压响应特性.为了抑制负荷扰动的影响,提高同步发电机调压系统的动态性能,将H_2控制理论应用于同步发电机调压系统的设计,将系统的性能要求转化为标准H_2控制问题.首先分别建立相复励装置和无刷励磁同步发电机的数学模型,然后建立采用H_2励磁控制器的同步发电机调压系统的数学模型.针对外部干扰和模型的不确定性,H_2励磁控制器的设计可以归结为混合灵敏度问题.在分析同步发电机模型不确定性的基础上,合理地选取加权函数,通过解Riccati方程,得到H_2励磁控制器.计算机仿真结果表明:设计的H_2励磁控制器,能在充分考虑系统模型不确定性的情况下,有效地提高系统的动态性能和抑制扰动的能力,改善船舶电力系统电压的稳定性.     

电力推进船舶供电单元建模与仿真

本文分析了电力推进船舶电力系统的特点,建立了带有PID调速系统的柴油发电机组仿真模型,同步发电机采用相复励励磁系统。针对电力推进船舶的电力系统特点,分析了电力系统常见的三相故障对同步发电机励磁电压和端电压的影响。     

燃气轮机发电机组并联优化设计

本文分析了某船的燃气轮机发电机组的调压和调频调载原理,以及在双机并联运行时的无功分配和有功分配原理,针对两舷电站的发电机组不能长时间并联运行的局限性,提出发电机并联优化设计方案：通过增加一套均压/均功连接控制器以及修改少量接线,而无需修改原系统的软件,使任意并联发电机组之间均可进行有效的无功功率和有功功率平均分配,从而能够长时间并联运行,提高供电生命力。     

船舶柴电混合动力系统设计应用

针对功率大、运行模式复杂的柴电混合动力系统在实船上的设计应用问题，以海上危险品应急指挥船作为对象，研究柴油发电机组和储能系统组成、设备配置、运行模式、电池舱布置和规范要求等内容，结合该型船实际使用工况，计算电力负荷，并选用合适的储能系统。结果表明，通过合理的系统设计、容量计算和安全保护布置可满足实船应用技术要求。