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。     

潮流计算在舰船电力系统稳定性分析的应用

舰船电力系统由电源、配电网和负载组成,具有对船载用电设备和船舶电力推进系统供电的重要作用,因此,舰船电力系统的运行稳定性具有重要意义。随着舰船向着大型化和自动化方向发展,电力系统的稳定性分析引起了研究人员的广泛关注。潮流计算和暂态、稳态分析技术是电力系统分析的重要手段,能够实现舰船电力系统的实时动态分析,从而提高电力系统的监测和管理水平。本文针对舰船电力系统的结构特点,结合Z-bus潮流计算方法,对舰船电力系统的稳定性进行系统分析。     

舰船环形区域配电结构及可靠性分析

舰船电网形式的选择直接关系到电力系统供电的可靠性,其重要性不亚于电站。在对舰船电网形式进行分析研究的基础上,利用基于可靠性框图的网络分析法,对几种典型的船舶电网进行了可靠性计算。通过分析对比四种船舶电网,得到环形区域双向供电方式的可靠性水平高于辐射网结构和电源环形网结构,是船舶电网结构发展的方向。     

适用于船舶直流区域配电网的保护方法研究

直流区域配电网是交直流混联型电力系统的重要中间网络,对全船电能的分配优化和提高船舶生命力具有重要意义.该文对典型的船舶直流区域配电网的拓扑结构进行分析,并根据其运行特点,研究了各类常用的直流线路保护方法的适用性,得出各类保护的优缺点,获得电流差动保护、电流变化率与电流变化量相结合的电流突变量保护对船舶直流区域配电网有着较好适应性的结论,为船舶直流区域配电网的保护方案的研究奠定理论基础.     

基于GIS的船舶电力系统配电网络的研究

船舶电力系统决定了船载用电设备的正常运行,是船舶的重要组成部分,而电力系统配电网络的拓扑结构和管理方法决定了船舶电力系统的质量。本文利用地理信息系统(GIS)的硬件平台和软件程序,设计一种新型的基于GIS技术的船舶电力系统配电网络,显著提高了船舶配电网络的故障分析和管理水平,具有重要的理论和实际应用价值。     

基于多智能体的船舶区域配电网短路故障重构

多智能体技术及其在电力系统中的应用发展迅速,船舶电力系统故障工况下的多智能体重构提高船舶安全性成为研究的热点。文章在介绍了多智能体方法的基础上,结合船舶区域配电系统电网拓扑结构,运用复合型多智能体方法进行船舶区域配电网短路故障重构研究。在MATLAB/SimPowerSystem环境下,通过对船舶区域配电网三相接地短路故障时的复合型多智能体重构仿真与分析,表明复合型多智能体对于船舶区域配电网短路故障时的重构控制有效。     

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。     

舰船环形区域配电结构及可靠性分析

舰船电网形式的选择直接关系到电力系统供电的可靠性，其重要性不亚于电站。本文首先对舰船电网形式进行了分析研究，然后利用基于可靠性框图的网络分析法，对几种典型的船舶电网进行了可靠性计算，通过对四种船舶电网的对比分析，得到环形区域配电的可靠性水平高于辐射网结构和电源环形网结构，是舰船电网结构发展的方向。     

大型船舶电力系统的静态电压稳定分析

本文主要对船舶电力系统的静态电压稳定性进行分析,提出了两个能分别衡量有功越限及无功越限导致的静态电压失稳的指标。文中利用ETAP软件详细建立了典型的船舶中压系统模型,在潮流分析的基础上分别计算了各种不同船舶工况下有功静态电压稳定指标及无功静态电压稳定指标,对船舶电网的静态电压稳定性进行分析。仿真分析结果表明船舶电力系统无功不足引起电压失稳可能性较有功大。总体说来,船舶电网的静态电压相对比较稳定,设计中应主要注意大容量冲击负荷导致的船舶电网的电压暂态稳定。     

基于ANN的船舶电力系统脆性评估

为提高船舶电力系统脆性分析和简化计算步骤,以及提高船舶电力系统脆性计算速度,提出基于人工神经网络(ANN)负荷削减模型,该模型不需要在线计算船舶电力系统中的故障潮流计算和负荷削减计算。为说明基于人工神经网络负荷削减模型的精确性,又引入了基于直流潮流的线性规划模型,对船舶电力系统进行脆性计算。利用这2种脆性评估模型对实例中的船舶电力系统脆性分别进行计算,验证了基于人工神经网络(ANN)负荷削减模型的可行性和有效性。     

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。     

综合电力系统逆变器并联谐振分析

综合电力系统是电力电子化的船舶电力系统,其低压交流配电网采用多逆变器并联运行方式作为电源,为低压日常负载供电。系统在某些特殊运行工况下,基于逆变器并联供电系统可能会产生并联谐振问题。本文分析了逆变器本体谐振、逆变器并联谐振产生的局部谐振和并联逆变器与负载网络之间产生的全局性谐振,建立相关的谐振网络模型,提出了谐振点的近似计算方法,可为中压直流综合电力系统的相关设计人员提供参考。     

燃料电池船舶复合供能系统控制策略设计与仿真

针对燃料电池船舶复合供能系统中的燃料电池功率波动问题和储能单元电池荷电状态（State of Charge,SOC）极端分化问题,依据系统拓扑结构,提出基于负载功率频率分解与模糊逻辑控制法相结合的复合供能系统控制策略设计。采用实例仿真验证该设计的优势。结果表明,该设计可有效保持燃料电池输出功率平滑,对储能单元SOC具有良好的均衡控制效果。     

考虑动态稳定性的船舶电网重构技术研究

在进行供电网络重构策略的寻优过程中,一般只考虑最大负载恢复量、节点电压、电流约束等目标网络的稳态信息,系统动态稳定性则因为判断策略复杂等因素,常常忽视重构方案在实施过程中动态稳定性问题。因此,在进行重构方案的寻优过程中,除了考虑重构后网络中的潮流分布因素外,还应对预想性重构方案执行过程的稳定性进行分析,以确保决策全面可实现性。如果不进行重构策略的动态稳定性校验,仅凭“最大负载恢复量”和“潮流分布”选择的重构方案可能会导致故障影响进一步扩大,产生更严重的事故。本文将从船舶供电系统的特点和船舶供电网络重构的需求出发,建立一种准确、快速的分析方法。     

舰船多电站供电网络研究与分析

为保障电力系统供电的生命力,一般舰船都设有两个电站或多个电站,向全船负载供电。通过对电力系统冗余设计、电气设备布置、损害管制设计进行了研究与分析。从而得出结论:多电站供电网络是冗余设计的结果,实际运行不需要环网供电。     

船载大功率特殊负载供电方案优化策略浅析

为完成更为复杂的特殊任务,越来越多的大功率电负载设备实现了装船。在解决此类负载的供电问题时,缓冲方案的选择至关重要。文章从船总体与大功率负载适配的角度,针对三种不同的缓冲供电方案进行讨论,并给出相关建议。     

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。     

大功率船用整流装置的适配性研究

电力变换装置应用于区域配电系统必须满足区域配电系统的技术要求称为电力变换装置的适配性。本文针对大功率船用整流装置,对其适配性展开了研究,主要包括五方面的内容：安全性要求、任务与功能要求、供电性能要求、结构设计要求、环境要求。研究结果表明船用整流装置要求高可靠、可维护性和高效率,低的发热温升,良好的工作特性以及电磁兼容性。     

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。     

APF暂态性能对船舶电网的影响分析及改善措施

在建立船舶电网配电网络简化模型基础上,通过对配电网节点导纳矩阵的分析,得到配电网的电压及电流转移矩阵,从理论方面分析了有源电力滤波器暂态性能对船舶电网的影响。同时,文章还探讨了一种改善有源电力滤波器暂态性能的方法:通过切换交流侧电抗来加快有源电力滤波器的暂态响应速度,从而减小有源电力滤波器在暂态过程中对船舶配电网络的影响。最后,通过仿真结果证明了理论分析和改善措施的正确性。