直流分区配电系统——美国海军综合电力系统的基础(一)

尽管近年来人们对电力推进产生了相当大的兴趣，但大多数发电和配电系统退回到带多个独立电源的传统交流辐射式或分区配电系统上来。能否在舰船上应用，很大程度上取决于舰船的需求。因为军用舰船必须在战斗受损后还能完成任务，配电系统的生命力就成为关键之一。自电力引入舰船以来，美国海军舰船的基本结构似乎没有什么变化，最主要的惯例是安装辐射式450 VAC配电系统。该系统给来自两个区域独立电源的负载中心供电，由母线转换开关提供正常和备用电源之间的转换。现已在DDG 51级舰上采用交流分区配电系统。美国海军正在调查直流分区配电系统的实现情况，作为下一代水面舰艇配置的综合电力系统核心部分。     

舰船直流区域电力分配系统的选择及其稳定性研究

美国海军目前正在为其下一代水面战舰研究一种直流区域电力分配系统（DC ZEDS）。在替代现有交流径向电力分配系统的过程中，可在耐久怀、重量、人员配置以及费用等方面获得非常明显的好处。DC ZEDS以建立在水密舱室内的左舷及右舷直流汇流排馈电区域为基础。在该区域内，主汇流排的直流电压被逐级降低，然后通过其它的变流装置转换成三相交流电压较低的直流电。由于刚性连接系统中各个严格稳压的变流装置之间存在着广泛的相互连接，所以，负输入阻抗效应有可能带来不希望出现的共振现象。本文对直流区域电力分配系统的合理性进行了描述，分析了系统的稳定性特点，并讨论了故障检测以及负载切断等问题。     

基于直流配电系统的船舶综合电力系统

综述了舰船综合电力系统技术的发展,比较了各种配电系统的特点,论述了直流区域配电的优点.以设想的核动力商船为背景,提出了一种综合电力系统方案.该方案以直流区域配电系统为基础,以高速整流发电机为电源,采用电力电子器件实现电力变换、系统保护和调速控制.阐述了该方案的特点和对总体的影响,分析了实现该方案须解决的关键技术和可行性.     

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。     

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。     

未来的舰艇推进

通用动力船舶推进设备工作组（GDMPPT）在通用综合电力推进研究方面取得的进展，使得美国海军计划向未来全电力战舰转移，这种战舰用先进的可买得起的推进技术提供动力。GD MPPT电力推进通用综合动力系统是一种单一的电力系统，它能用于水面战舰和潜艇两种舰型上－通用性是对其支付能力的关键。它的发电机给推进电动机系统和所有船上生活用电及半截的各种武备系统供电。     

中国船舶第七一二研究所

中国船舶集团有限公司第七一二研究所是我国从事舰船电力推进系统及化学电源的研究设计、制造、试验及总装总调任务。七一二所可提供以下电力推进系统解决方案,基本涵盖市面上电力推进系统的所有形式,主要包括:DFE交流配电电力推进系统、AFE交流电力推进系统、直流配电电力推进系统、混合动力系统、纯电源动力系统。     

直流配电网及其在舰船区域配电的应用

随着电力电子技术的发展,直流配电网与交流配电网相比在很多领域取得了技术和经济优势,具有巨大的发展前景.简要介绍了直流配电网在国内外的发展情况,分析了直流配电网的发展趋势,重点结合直流配电网在舰船区域配电上的应用,对直流区域配电系统的拓扑结构、控制方式和常见的接地保护进行了阐述,最后对直流配电系统在舰船上的应用情况进行了展望.     

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。     

创新、风险和综合全电力推进海岸技术演示系统

轮机工程师的一个主要任务是如何在未来各级战舰中体现出综合全电力推进（IFEP）的优势，这需要高功率密度电力推进设备有创新性的发展，尤其是电力电子设备和推进电机，这些设备随后被集成化，并形成一个可靠，适应性强且高效的IFEP系统，最后，要使战舰制造商们接受IFEP并成为一个可行的概念，就必须证明高功率密度的一IFEP是一个低风险的推进方案，皇家海军正计划通过在一个岸上设施中演示一个IFEP系统以满足此要求，此设施，就是岸上技术演示系统（STD），并将表明IFEP能够满足未来战呼潜艇的战斗要求（比如功率，速度，物理场特性，生存能力），而同时在整个寿命周期成本（LCC）上实现巨大的节约并降低风险。此STD将研究影响系统结构和设备选择的因素，包括舰船运行情况和任务，单发电机运动要求，故障检测与保护以及系统的稳定性，这些问题正在讨论之中，尤其强调各种IFEP方案对船只的影响并且正在提出的与系统整合性有关的问题，进一步的讨论提出了“开放”系统概念，此系统通过最小的改变可以应用于一系列的战船，并且通过最小的改变接纳未来技术的发展（例如燃料电池电源），最后，给出了工作效率分析的初步结果，其中就IFEP战舰与传统推进系统舰船满足典型任务的能力进行了比较。     

美国海军用的综合电力系统

美国海军正为有发展前任的ＡｒｌｅｉｇｈＢｒｕｋｅ（ＤＤＧ５１）级驱逐舰和Ｔｉｃｏｎｄｅｒｏｇａ（ＣＧ４７）级巡洋舰的后续舰以及从两栖舰,补给舰到海洋打捞船乃至航空母舰的各种舰船探讨各种思路及方案。其中之一是研制一种既可实现又有足够灵活 的单一机械系统,以满足上述不同舰船的各种性能要求,系统的性能要优于 传统机械系统,或与之持平度且卢用和地和嘛代曲于互得凡事 炽一刘搂后不条屯一份街的全尺寸综合电力系     

针对舰船直流综合电力系统中低阻抗故障和电力电子设备的保护方案

舰船直流综合电力系统采用了大量的电力电子器件,其保护需求不同于传统的交流电力系统。从系统的角度分析直流综合电力系统短路故障,以及电力电子器件设备的内部故障特点,重点、深入地探讨直流综合电力系统保护需求,得出系统的保护功能与模块内部参数设置密切相关的观点,以及限流、速动等11项保护要求,形成针对系统短路和电力电子设备的保护方案。根据国内外直流断路器、直流限流器等主要直流保护器件的技术现状,进一步提出电力系统保护器件的技术发展需求。     

未来电气采用综合全电力推进的前景

综合全电力推进（ＩＦＥＰ）为未来的战舰提供了更经济的推进和发电系统前景。英国海洋将未来的护卫舰，航空母舰的攻击型潜艇作为综合全电力推进的目标平台。     

基于直流区域配电系统的网状网络

本文在综合电力系统的输电网络研究方面,分析了直流网状网络在舰船容量设置以及故障重构方面的优点,阐述了直流区域配电系统在隔离故障和优化舰船设计方面的优势.对于基于直流区域配电系统的直流网状网络,提出了此类网络在继电保护研究方向上主要的研究内容.     

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。     

舰船综合电力系统有源直流滤波器浅述

本文介绍了舰船综合电力系统技术的发展,针对直流配电系统的谐波问题,引入了有源直流滤波器.对有源直流滤波器的组成、结构和检测进行了分析比较,论述了有源直流滤波器的优点.     

未来舰船综合全电力推进系统的发展动向

介绍了目前国内外舰船全电力推进系统的发展状况，从舰船总体的角度讨论了未来舰船对电力推进和供电进行全面综合的前景，探讨了在各种舰船上开发和应用综合全电力推进系统的关键技术，加入WTO以后我们面临的挑战以及应该采取的对策和发展战略。     

综合船桥系统的应用与发展

本文首先描述了美国海军综合船桥系统,叙述了该系统在各类舰船上的应用;然后论述了该系统采用的关键技术,最后阐述了未来船桥系统的发展和展望。     

水面舰艇机械装置中有关推进,电气和辅助系统发展的评述（三）

舰船用电站包括原动机驱动的发电机以及为各种关键和非关键负载提供所需电力的调节、转换、保护和配电设备。在今后的水面作战舰船上,电源将仍以450伏、60赫兹的交流电为主,但作战系统和其它关键设备将采用一些特种电源(目前为400赫兹)。如以400赫兹或本节后面所讨论的直流电源为例,此特种电源将由60赫兹馈电驱动的固态设备就地(例如,在关键负载中心附近或在用户设备内或其所在舱内)产生。电力系统各种频率的结构将反映电力非线性的或切换负载的功率增长的独特的接口要求。 目前,舰船工作机械方面的研究和开发重点是强调高品质、精确调整的电源,并改善其连续性和系统/负载兼容性,提高发电、转换和负载效率以及减少重量和体积。总之,这些将使舰船增加航程或增加有效负载比例,以及改进作战系统备战状态。 以未来水面作战舰船为目标的电力装置的发展可分为发电、配电系统和负载设备等部分,并在下述的这些标题下讨论。在“发电”一节中包括先进的燃气轮机和柴油机,也论及由主机驱动的发电系统的设计。     

GPS与惯性导航系统的综合

惯性导航系统是先进的自主式导航系统，航空、火箭、导弹、宇宙航行等方面，在航母、潜艇、巡洋舰、乃至驱逐舰上已都有应用。随着利用卫星导航的全球定位系统（ＧＰＳ）技术的发展，在舰船上采用全球定位系统与惯性导航系统综合的技术将进一步提高惯性导航系统和全球定位系统的性能。对舰船设计工作者来说，甚为重要的是不应该使全球定位系统和惯性导航系统分别孤立运行，而必须将两者合理地综合。美国海军新型的全球定位系统接收机