舰船分散励磁电力系统的数学模型分析及鲁棒性设计

随着船舶工业技术的不断发展,不仅舰船的动力性能有了非常显著的进步,而且舰船的自动化水平不断提高,船载用电设备的数量和质量也不断提升。为了满足日益增多的船载用电设备的需求,舰船电力系统成为当前舰船领域的研究重点。针对舰船分散励磁电力系统,建立电力系统拓扑模型和励磁模型,结合传统的电力系统结构,设计了一种基于PID控制技术的电力系统控制器,该控制器对改善舰船分散励磁电力系统的鲁棒性和稳定性有重要的作用。     

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。     

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。     

基于梯度法的微粒群优化算法在船舶电力系统的应用

随着电力技术的不断发展,舰船电力设备的数量和质量不断提高,不仅提高了舰船航行的安全性,还促进了舰船作业的效率,提高了船舶工业的生产水平。船舶综合电力系统包括发电机、变电站、输电线路、终端负载等,具有拓扑结构复杂、工作条件恶劣等特点。因此,提高舰船电力系统的安全性、可靠性,改善电力系统的使用质量具有重要的意义。本文充分结合基于梯度法的微粒群优化算法,对舰船电力系统的稳定性理论、故障恢复等问题进行优化和改善。     

NSGA-Ⅱ算法在舰船电网故障恢复中的应用

现代大型舰船的电力系统规模越来越大,促进了舰船的自动化、电气化水平,同时也对电力系统安全性、稳定性提出了更高的要求。舰船电力系统的故障恢复是指当舰船电网某一环节出现故障时,电力系统可以根据电网结构,快速重构配电网络(包括定位故障区域、隔离故障区域等),保证舰船多数用电设备的供电需求。本研究针对舰船配电网络的故障恢复问题,利用遗传算法和NAGA-Ⅱ算法,确定了舰船电网故障恢复的优化函数,并对电网故障恢复的效果进行仿真实验。     

舰船GSM网络通信技术的电能计量终端的设计研究

舰船电力系统是舰船非常重要的组成部分,也是确保舰船自动化水平不断提高的关键,为了对舰船电力系统各个用电终端的用电量进行合理、高效的监控,进而从整体上提高舰船电力系统的可靠性,本文设计了一种基于GSM通信网络技术的舰船电能计量终端,该终端不仅具有自动电能测量功能,还具有用电终端的监测和报警功能,本文重点对该电能计量终端的短信息传递原理、总体设计和硬件电路等进行了介绍。     

基于自适应保护原理的舰船电力系统的研究

近年来,船载自动化设备的装机量猛增,在提高船舶功能性、自动化水平的同时对船舶供电系统提出了更高的要求。此外,由于电力推进技术相对于传统的柴油机驱动技术有环保、功率稳定等优点,在舰船动力系统的应用逐渐广泛,也促进了舰船电力系统的发展。现代大型舰船的电力系统电压等级越来越高,输电网络结构也越来越复杂,导致舰船电力系统的故障率上升,甚至引发严重的事故。因此,研究电力系统的故障诊断和自适应保护具有重要的价值。本文充分结合大型舰船电力系统的网络结构,在此基础上提出一种基于自适应保护原理的综合电力系统,并对该系统的配电网络保护和变压器保护进行系统介绍。     

基于复杂网络理论的舰船电力网络脆弱性研究

随着现代舰船电力系统容量及电网结构复杂程度的不断增长,重要用电设备对电能品质和供电连续性的要求也在不断提高。本文运用复杂网络理论对舰船电力网络的脆弱性进行研究。针对舰船电力系统的运行特点及要求,提出舰船电网元件的电力介数指标,实现对舰船电网中关键元件的辨识。算例测试表明,该指标能够准确反映各电网元件在舰船电网中的重要性程度及其对舰船电网脆弱性的影响。     

含脉冲负载的综合电力系统运行特性分析

综合电力系统可为舰载电磁炮等脉冲负载提供高功率密度储能电源。脉冲负载的周期性充放电过程将影响综合电力系统内其他发电、变电、输电和用电设备,给系统稳定性带来一定风险。建立了含脉冲负载的综合电力系统仿真模型,在基准参数条件下设置脉冲负载充电功率和其他负载功率突变,仿真计算系统变量的动态响应,结果表明,含脉冲负载的综合电力系统的稳定运行状态是周期稳态-周期轨,且系统充放电阶段分别对应于不同的平衡点;脉冲负载还将引起综合电力系统传输线路功率振荡。     

美国全电力战舰发展现状及展望

舰船综合电力系统是一种新型的动力系统,它将舰船原动机能量完全转换成电能,同时提供推进用电、高能武器用电和全舰其他负载用电的电能综合利用与统一管理。各主要海军国家先后确定在新一代作战平台上采用综合电力系统。本文介绍了美国全电力战舰发展历史、现状,"海军下一代"和"海军后下一代"舰船的发展方向和面临的技术挑战。该研究对我国发展全电力海上作战平台,制定下一步发展规划具有借鉴意义。     

红外图像识别在舰船火灾中的应用分析

船舶上铺设有大量的电力输送线路,由于船舶电力系统的工况恶劣,往往会引发输电线路的短路、漏电等故障,进而引发舰船火灾,造成严重的人员伤亡和经济损失。火灾扑救的最佳时机是在火灾发生初期,因此,为了对船舶火灾事故防患于未然,研究一种行之有效的舰船火灾预防和报警系统有重要的意义。传统的船舶火灾报警系统普遍采用烟雾传感器和热传感器等作为火灾监测器,火灾监测的灵敏度较差且误报率高,具有一定的局限性。本文研究了一种基于红外图像识别技术的新型舰船火灾报警系统,并对该舰船火灾监测与报警系统的图像识别、边缘处理、平滑滤波等技术进行了详细的介绍。     

国内外综合电力系统技术研究动态

舰船综合电力系统是能同时为电力推进负载和其他用电设备集中供电的一种电力系统,它能实现全舰能源综合利用与统一管理,是当前国内外船舶领域的主要发展方向。在舰船综合电力系统中,由于整流环节的非线性特性和先进武器负载的冲击特性,集成化供电系统的设计理论、网络结构、运行模式、故障保护、状态监测,特别是这类系统特有的稳定性,是国内外均没有解决好的难题。但各国海军不断致力于从系统性、全局性上寻求技术的突破,从系统集成和设备攻关两方面不断提升自身水平。     

船舶电力推进系统中多相整流谐波抑制器的设计与仿真

现代社会的船舶电力系统复杂多变,需要适应不同的工作环境,其安全性和抗干扰性能受到非常多的关注。由于在狭小的船舱环境中存在多种不同的用电设备同时工作,因此如何抑制电力系统中的干扰信号显得非常必要。本文从舰船电力系统的实际需求出发,对舰船的三相电力系统进行建模研究,设计一种新型的整流谐波抑制器件,此抑制系统的工作性能突出,能够显著提高供电系统的传输效率,降低系统的故障率,从经济角度也实现了低成本,有利于推广应用。     

舰船D-ZED环境PLC信号衰减分析

综合电力系统是舰船动力系统发展的趋势。新型区域配电系统在相当程度上决定着整个综合电力系统的发展方向。将电力线通信（PLC）技术应用于直流区域配电基础上的舰船综合电力环境,实现已有电力线信号传输技术移植于舰船综合电力环境,是组建舰船高速电力线数据传输网络的关键。通过对舰船综合电力电缆的直流线路特性分析,给出电力线特性阻抗高频信号衰减算法。     

舰船低压配电设备远程控制系统

舰船电气化、自动化水平的提升,对电力系统提出了更高的要求,需要通过远程控制实现低压配电设备的协调、节能运行,因此提出舰船低压配电设备远程控制系统设计。为了降低低压配电设备的综合能耗,设计舰船低压配电设备远程控制系统,硬件包含微处理器选型单元、控制器选型单元与通信接口硬件单元;软件包括远程控制框架搭建模块、控制器程序设计模块与配电设备协调运行控制模块。通过硬件单元及其软件模块的设计,实现了舰船低压配电设备运程控制系统的运行。实验数据显示,设计系统应用后,线路损耗降低了21.19%,设备利用率提升了66%,充分证明了设计系统具有可行性。     

基于labview的舰船综合监控网络设计与管理研究

近年来,随着计算机技术与集成控制技术的不断发展,舰船的信息化和自动化程度不断提高,大规模用电设备和集成线路在舰船上的应用也越来越多,对舰船电站的自动化水平也有了更高要求。舰船供电系统是舰船完成各项任务的基础和保障,由于供电系统长期工作于温度高、湿度大的条件下,很容易发生结构损坏等故障。本文的研究对象是舰船电站的综合监控网络系统,开发了一种基于Labview平台的供电系统监控网络,该监控网络主要负责对整个舰船供电系统进行监控和故障诊断,从而提高舰船供电系统的可靠性。     

数字PWM技术在舰船中频电源自动控制系统的应用

舰船电力系统的供电质量具有重要意义,它决定了舰载自动化设备比如导航设备、通信设备、武器系统的工作质量,目前,300 k VA级大容量、中频电力系统已经成为军事舰艇装机量最大的电力系统类型,为舰船提供安全、可靠的电力能源。相对于传统的模拟控制技术,基于高性能逆变器的数字控制技术在舰船电力系统控制上具有灵活性高、自动化程度高等优点,成为一种发展趋势。本文系统介绍了数字PWM逆变器技术的原理和数学模型,同时结合传统的电力系统模拟控制技术,研究了一种舰船中频电源的自动控制系统,该系统具有电力控制精度高、操作简便、自适应能力强等优点,具有潜在的应用价值。     

基于SOPC的舰船电能管理系统设计

随着现代舰船电气化水平的不断提高,电能在舰船领域的使用已经越来越普遍。为更好实现对舰船电能的配置和使用,设计一种基于可编程片上系统(System on a Programmable Chip,SOPC)的舰船电能管理系统。系统采用FPGA作为下位机的控制芯片,通过对舰船用电设备用电信息的数据采集和分析,上位机和下位机通过RS-232串口通信方式,实现舰船电能系统的实时性监控,并对用电设备进行故障诊断和解决。该系统具有实时性好、精度高的特点,可为舰船电能管理系统的设计提供一定的参考。     

基于复杂网络理论的舰船电网关键元件辨识方法

舰船电力系统是一种典型的节点紧凑型独立电力系统,其系统容量相对有限,系统元件种类繁杂,电网运行结构灵活多变,其电力节点及线路极易遭受战斗损伤。针对舰船电力系统的结构及运行特点,基于复杂网络理论对舰船电网脆弱性开展研究,建立了舰船电网等效拓扑模型并提出了电力介数指标,实现了对舰船电网中关键元件的辨识。通过对典型舰船电网进行攻击测试,验证了本文所提出指标的准确性和有效性。     

舰船电力系统联合仿真研究及实现

舰船研制的方案设计阶段,常常需要根据各个分系统的用电需求,配置电力系统的发、配电设备。本文采用参数化的数学模型来模拟电力系统,并与液压、运动操控、高压空气等子系统联通,设计了基于用户操作的仿真分析软件,实现了电、液、气、水等多学科的联合仿真。根据仿真结果可以得到舰船系统的电能消耗,从而进行舰船设计阶段的电力设备选型。仿真软件采用C#搭建软件系统框架,采用SQL实现数据库管理,采用C语言编写各个子系统的数学模型。仿真平台具备快速性、准确性、准动态要求。