接觸網供電的運河船舶推進系統(tǒng)關鍵技術及實驗研究.pdf

1、目前運河船舶95％以上采用柴油機作為船舶主動力，排放了大量的污染氣體，同時具有噪聲污染和溢油污染，影響了運河周邊城市的空氣質量和水源質量。岸基電力系統(tǒng)電能來源較為廣泛（火力發(fā)電、水利發(fā)電、核電和可再生能源發(fā)電），且岸基電力系統(tǒng)（熱效率40%）相對于火力發(fā)電（熱效率30%）熱效率高。為了解決傳統(tǒng)柴油機作為動力源的運河船舶存在的問題，將岸基能源應用于運河船舶具有重要的理論意義和實用價值。
　　針對京杭運河等水文特征相對穩(wěn)定的內河航道，

2、設計了一種采用岸基電力為運河船舶提供動力的系統(tǒng)；通過分析運河船舶航行特點，借鑒軌道交通電力系統(tǒng)的技術，提出了船舶受電、航線偏移、超船換軌等關鍵技術的解決方案；設計并搭建了模型實驗平臺進行了部分關鍵技術的實驗研究，驗證采用接觸網供電運河船舶推進系統(tǒng)的可行性。論文主要研究工作如下：
　　（1）接觸網供電運河船舶推進系統(tǒng)設計需求分析。通過實地調研和查閱相關資料，收集了京杭運河各段航道通航等級及橋梁限高等資料，用于開展航道特征分析。選擇通

3、航條件好、通航船舶多的蘇北航段為對象，采集了其一年內的水位波動，用于開展水文特征分析。通過采集運河上800條船舶的主尺度，分析了運河船舶的主力船型。基于以上分析，提出了接觸網供電的運河船舶推進系統(tǒng)設計需求。
　?。?）接觸網供電的運河船舶推進系統(tǒng)社會效益分析。從經濟效益和減排效益等方面，分析了采用岸基能源的運河船舶的社會效益。
　?。?）接觸網供電的運河船舶推進系統(tǒng)關鍵技術分析及設計。采用CATIA設計了剛性受電連接裝置和柔

4、性受電連接裝置，用于受電連接模塊。采用AIS結合DGPS并在內河航道中設置虛擬航道，建立航線偏移控制模塊，當船舶大幅度偏移接觸網時發(fā)出預警。由于船舶航行速度不同具有需要超船換軌的需求，設計了一種超船換軌方式。為保證接觸網供電系統(tǒng)發(fā)生故障時船舶仍能可靠運行，設計了船舶應急供電模塊。
　　（4）接觸網供電的運河船舶推進系統(tǒng)實驗平臺設計及實驗研究。為驗證采用岸基供電的運河船舶推進技術的可行性，設計和搭建了實驗平臺。通過Altium De