艦船電力系統(tǒng)電能管理方法研究.pdf

1、艦船電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中,由于戰(zhàn)斗損耗、操作失誤或設(shè)備故障等問題,可能使系統(tǒng)處于非正常狀態(tài),嚴(yán)重威脅艦船電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行。因此,在艦船建造初期合理規(guī)劃艦船電能管理方案,使其既滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,又滿足未來供電負(fù)荷增長(zhǎng)需求;同時(shí),在實(shí)際運(yùn)行中檢測(cè)和控制艦船區(qū)域配電系統(tǒng)的電能,對(duì)保障艦船安全運(yùn)行都是非常有必要的。
　　本文提出了一種基于艦船電力系統(tǒng)的潮流分析算法,利用該算法在電力系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)可以有效進(jìn)行艦船配電網(wǎng)電能管理和分析;同

2、時(shí)設(shè)計(jì)了一種基于DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)的適合用于船舶環(huán)境下的電能管理系統(tǒng),利用DSP芯片強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和智能控制功能進(jìn)行區(qū)域配電網(wǎng)的電能管理,為艦船電力系統(tǒng)電能管理提供可靠的依據(jù)和方法。
　　借鑒用于配電網(wǎng)絡(luò)三相潮流計(jì)算的前推回代方法,建立了適合艦船電力系統(tǒng)特點(diǎn)的三相潮流計(jì)算模型和方法。首先根據(jù)艦船電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立了船用配網(wǎng)各種元件的相域模型,對(duì)饋線、變壓器、電容器、發(fā)電機(jī)等元件全部采用三相模型。在此基礎(chǔ)上對(duì)用于配電網(wǎng)絡(luò)的

3、前推回代潮流計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn),使之能處理PV節(jié)點(diǎn)問題,同時(shí)能夠處理三相變壓器模型。對(duì)于艦船電力系統(tǒng)可能存在的少環(huán)結(jié)構(gòu)運(yùn)行方式,給出了一種基于疊加原理的少環(huán)配電網(wǎng)絡(luò)三相潮流計(jì)算方法。通過疊加原理將配電網(wǎng)絡(luò)分解為兩個(gè)容易求解的純輻射型網(wǎng)絡(luò)和純環(huán)狀網(wǎng)絡(luò),兩種網(wǎng)絡(luò)的求解結(jié)果疊加并迭代求取整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的三相潮流。本文利用一個(gè)典型的艦船電力系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)算,給出了計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明,所提出的算法能夠適用于艦船電力系統(tǒng)的潮流分析,并具有迭代次數(shù)少,計(jì)算速

4、度快的特點(diǎn)。
　　根據(jù)艦船電力系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了適用于區(qū)域配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)的軟硬件。硬件設(shè)計(jì)包括濾波電路、信號(hào)調(diào)理電路、光耦隔離電路、A/D采樣電路、控制電路、CAN通信接口電路和DSP最小系統(tǒng)等;軟件設(shè)計(jì)包括程序初始化、A/D采樣程序、數(shù)據(jù)處理算法程序、CAN通信接口程序、上位機(jī)人機(jī)界面等。考慮到船舶電網(wǎng)和陸上電網(wǎng)的不同點(diǎn),著重加強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定性的設(shè)計(jì),最后在船舶電站實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)測(cè)試,獲得測(cè)試結(jié)果