船舶电力系统短路电流计算研究

文章对船舶电力系统中短路电流产生的原理、计算方法及估算方法作了简单的分析,并对几种不同的短路电流计算方法作了简单的比较.     

船舶电力系统短路电流计算方法研究

国家军用标准（GJB-173）计算法在计算船舶短路电流时,为求计算简便忽略较多,导致计算结果偏大,这给配置船舶电力系统保护和设备选型带来很大困难。为提高准确性,考虑发电机短路电流周期分量的超瞬态衰减,考虑短路发生在远离汇流排位置时线路阻抗的影响,并对周期分量衰减时间常数进行修正;用平方根法求平均等效电动机功率及衰减时间常数,电动机馈送的短路电流等于所有平均等效电机短路电流之和,针对GJB-173算法产生误差的原因对算法进行改进。结合算例,进行仿真验证,仿真结果表明改进算法具有较高的准确性和精度,可以在较准确计算短路电流的基础上,有效的减小计算结果中的正误差。     

基于逆变电源组网的船舶电力系统短路电流计算方法适用性研究

船舶电力系统的短路电流计算是系统保护设计和整定的依据。常用的船舶电力系统短路电流计算方法由于采取各种近似和等效方法对结果造成了一定误差,在基于逆变电源组网的船舶电力系统中,由于逆变电源相对于传统发电机输出短路电流数量级的减小,这种近似算法的相对误差被放大不宜忽略。本文首先分析了采用电力电子技术的逆变电源的短路特性,然后搭建了基于逆变电源组网的船舶电力系统仿真模型,基于此对常用标准中等效平均电动机短路电流计算方法的误差进行分析,并提出了相应的修正建议。     

船舶电力系统短路电流计算方法适用性研究

短路电流计算是减小船舶电力系统短路故障危害的基础,但各种计算方法在同一系统的不同工况下的计算误差有所不同。为了明确不同工况下各种计算方法的适用性,减小短路计算的误差,以中压交流电力推进船舶为研究对象,分别采用GJB-173、GJB-173改进、IEC61363三种算法对短路电流值进行了计算。基于Simulink仿真软件编制了该船舶电力系统的数值仿真程序,并将短路计算结果与数值仿真结果进行了对比。通过对三种典型方法在不同运行方式下的计算结果进行的分析,给出了船舶电力系统在不同的运行方式下相适应的短路电流计算方法。     

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。     

电力系统稳定器在船舶电力系统中的应用

本文首先介绍了电力系统稳定器(PSS)的原理;然后,结合所搭建的船舶电力系统(大功率柴油发电机组)数字仿真模型,研究PSS在船舶电力系统中的应用;最后,通过对船舶电力系统在有、无PSS作用下的典型故障工况的对比仿真与分析,说明PSS能够有效提高船舶电力系统暂态稳定性.     

船舶短路电流计算方法的研究及其应用

对船舶及海上设施电力系统的短路电流计算进行了研究,利用ＶＢ语言编制了相应的Ｗｉｎｄｏｗｓ计算程序,并进行了实船计算和比较。另外,还对短路计算结果在船舶设计及船舶审图中的应用作了介绍。     

船舶电力系统短路的试验研究

随着船舶电力系统功率的增大，使得对故障状态的防护更加迫切。短路是在船舶电力系统中出现的最严重的破坏性故障状态。目前，作为保护装置设计的基本计算方法是利用金属短路规则。同时正如系统资料和使用经验所说明的那样，电弧短路在船舶的所有短路中占首要地位。若不考虑故障状态中电弧的影响将使计算参数取得太高，最终使电力设备参数太高。迄今，由于运行条件和最终结果不同，所完成的大功率低压交流电网中电弧过程的研究尚不能够用于船舶电力系统设计实践中。     

新型船舶电力系统矩阵变换变压器的仿真与设计

船舶电力系统因为其复杂性和特殊性,正经历着巨大的变革,尤其是在智能监测、故障预警和电力平衡等领域,各种先进的技术已经被广泛应用在其中。在船舶电力系统中,由于各种设备的用电需求并不一致,需要变压器把发电机端的电压转换成安全范围内的电压。因此本文借助Matlab仿真平台,重点研究变压器系统的基本结构,建立磁场模型,并分析在空载情况下的变压器状态,给出特性曲线。通过对节点导纳矩阵和变压器的等效电路进行变换,从而得到各个节点的电压电流变化。最后对变压器的励磁电流特性进行仿真与验证。     

基于平均等效电动机法的船舶电力系统短路电流计算研究

很多大型船舶电力系统中电动机数量多并且有多台大功率电动机,在求取短路总电流时,采用常规方法计算短路电流的正误差较大。为此,本文引入一种平均等效电动机法,将运行中的所有电动机等效成若干台功率、电压等各项参数相同的等效电动机,再计算短路电流。以5000吨运输船电力系统实际数据进行计算与仿真分析,验证了该方法计算的有效性且计算结果精确更高,具有一定的实用价值。     

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。     

基于混沌分析法的舰船电力系统稳定性研究

对舰船电力系统进行分析建模,并根据电力系统模型状态的非线性混沌特征,结合模型幅值扰动参数,分析出混沌现象产生的原因和影响因素。在此基础上,有针对性地利用自适应反演算法在模型中引入适当的控制器,有效地避免电力系统运行中因干扰进入混沌震荡状态,保证了舰船电力系统的正常运行和舰船的安全稳定。研究结果表明,即使舰船电力系统出现混沌现象时,也可以根据其特征状态进行有效的稳定性控制,保持舰船的综合性能。     

电力推进系统与舰船电网稳定之间联系的研究

传统判断方法无法判断多种舰船工况下,电力推进系统与舰船电网稳定之间联系的问题,为此研究一种电力推进系统与舰船电网稳定之间联系的判断方法。通过计算电动机元件的动态变化,得到电力推进系统中电动机的动态变化规律,然后使用凸极效应的迭代解法处理舰船电网的节点电压,得到舰船稳定电网电压矢量值,在保持电网稳定电压的运行下,计算得出二者之间的线性关系。实验结果表明:与传统判断方法相比,本文提出的判断方法,可以判断5种工况下电力推进系统与舰船电网稳定之间联系。     

舰船电力系统生命周期研究

在强烈的电力需求带动下,为了提升船舶电力系统的能源传输效率,非常有必要对整个船舶电力系统生命周期进行深入的研究。目前我国电力系统行业监管结构中,生命周期管理模式较为常见,能整合船舶电力系统运行的经济价值,值得广泛推广。生命周期体系不仅能从电力系统项目决策、设计以及后期运行维护等层面维护船舶电力系统的运行质量,也能对各个阶段的费用予以核查,从而制定完整的决策分析,提升船舶电力系统应用和运行的综合价值。所以,重点研究并分析舰船电力系统生命周期十分有必要。     

现代船舶电力系统鲁棒性研究

随着船舶动力系统增加,系统负载与推进器的非线性因素增多,影响船舶电网传输的稳定性,需要对船舶电力系统负载鲁棒性进行研究,以控制系统稳定性。本文建立船舶发动机负载与推进器的非线性模型,研究负载功率、电流及电压之间的耦合关系,在分析了系统鲁棒性基础上提出了一种基于Hamilton函数的船舶电力系统控制策略,对系统负载与推进器的非线性因素进行控制,最后对提出的策略进行仿真,结果表明其对船舶电网传输的稳定性具有很好控制作用。     

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。     

舰船电力系统信息安全评估

随着新一代信息技术的飞速发展,凭借其在信息采集、传输和处理等方面的优势,信息技术已经渗透到各个行业。各行各业越来越依赖于计算机和网络技术,信息安全问题成了各行各业乃至国家面临的最基本问题。船舶电力系统的信息安全同样重要,对于保障船舶的安全行驶、稳定运行扮演着重要的角色。本文分析船舶电力系统存在的信息安全问题,然后提出船舶电力系统需要进行一些必要的信息安全评估,之后对提高船舶电力系统信息安全提出建议和对策。     

船舶电力系统谐波抑制技术

为提高船舶电力系统的谐波抑制有效率,设计了一种基于无功率理论的船舶电力系统谐波抑制技术。利用滞环比较的瞬时值对指令电流进行跟踪。采用无功率理论,对电力系统产生的谐波进行检测,并计算无功率谐波,实现船舶电力系统的谐波抑制。仿真实验结果表明,基于无功率理论的谐波抑制技术较传统技术的谐波抑制效率提高27.3%,具备有效性。     

船舶直流综合电力系统小信号稳定性分析

针对船舶直流综合电力系统参数匹配复杂的问题,通过建立系统数学模型,提出将基于状态空间方程的小信号稳定性分析运用于船舶直流系统中进行控制参数设计的方法,对系统在控制参数变化的情况下进行稳定性分析,得到对应参数的稳定区域,并在Digsilent/Power Factory环境下搭建仿真模型验证结论有效性,为系统的控制参数设计提供支撑。