艦船電力系統(tǒng)潮流計算與動態(tài)仿真.pdf

1、艦船電力系統(tǒng)是一個獨立運行的小型電力系統(tǒng)，負(fù)荷與發(fā)電設(shè)備之間具有很強的耦合特性。為了保證各類負(fù)荷特別是重要負(fù)荷能夠正常工作，艦船電力系統(tǒng)界面電能品質(zhì)指標(biāo)必須嚴(yán)格滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其中包含穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電壓、頻率指標(biāo)，以及電壓波形和系統(tǒng)諧波含量等。盡管界面電能品質(zhì)在艦船建造完成后可以通過試驗進行檢驗，但是一旦系統(tǒng)建成，如果出現(xiàn)不合格問題就很難修改。因此必須尋求輔助分析手段，為艦船電力系統(tǒng)的設(shè)計提供準(zhǔn)確的計算依據(jù)，特別是隨著艦船電力系統(tǒng)規(guī)模的

2、增大，以及接線方趨于變化靈活，傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計方法已經(jīng)難以滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求，這種輔助分析手段顯得尤為重要。通過穩(wěn)態(tài)三相潮流分析可以得到關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓品質(zhì)指標(biāo)的定量分析驗證結(jié)果，包括界面電壓分布、不對稱度等；暫態(tài)電壓和頻率指標(biāo)可以通過動態(tài)仿真手段進行定量分析驗證。
　　 本文主要研究了適用于艦船電力系統(tǒng)的三相潮流計算模型及算法，以及基于PSCAD/EMTDC的艦船電力系統(tǒng)動態(tài)仿真，并建立了這兩類分析平臺。本文借鑒用于配電網(wǎng)絡(luò)三相

3、潮流計算的前推回代方法，建立了適合艦船電力系統(tǒng)特點的三相潮流計算模型和方法。首先根據(jù)艦船電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，建立了船用配網(wǎng)各種元件的相域模型，對饋線、變壓器、電容器、發(fā)電機等元件全部采用三相模型。在此基礎(chǔ)上對用于配電網(wǎng)絡(luò)的前推回代潮流計算方法進行了改進，使之能處理PV 節(jié)點的問題，同時能夠處理三相變壓器模型。對于艦船電力系統(tǒng)可能存在的少環(huán)結(jié)構(gòu)運行方式，給出了一種基于疊加原理的少環(huán)配電網(wǎng)絡(luò)三相潮流計算方法。通過疊加原理將配電網(wǎng)絡(luò)分解為兩個容

4、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網(wǎng)絡(luò)的三相潮流。本文利用一個典型的艦船電力系統(tǒng)進行了驗算，給出了計算結(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?；赑SCAD/EMTDC可以建立船舶電力系統(tǒng)動態(tài)仿真模型，為檢驗系統(tǒng)接口動態(tài)電能品質(zhì)提供分析平臺。本文對艦船電力系統(tǒng)各元件進行建模分析和驗證工作，包括同步電機及其勵磁調(diào)速控制系統(tǒng)，各種艦船負(fù)荷，中頻電源等。由此建立了艦船電力系統(tǒng)的動態(tài)仿真