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船舶综合电力推进系统模块化建模及典型工况分析
| 论文题名： | 船舶综合电力推进系统模块化建模及典型工况分析 |
| 关键词： | 船舶航行;电力推进;工况分析;计算机仿真 |
| 摘要： | 伴随着船舶工业的不断进步，船舶电力系统的复杂程度变的越来越高，系统规模也越来越庞大，各国争相进行船舶综合电力推进系统的研究来促进本国船舶工业的发展。综合电力推进船舶的电网可以视作一个小规模、自主式、工业型紧凑的电力系统，由发电机组、负载以及为负载服务的配电-电缆组成。发电机组一般是由柴油机、燃气轮机或汽轮机驱动的至少两台主交流发电机，负载包括常规辅助系统、主推进和辅助推进系统。在船舶综合电力推进系统中是对船舶生活电气设备、推进电机等统一供电，负载波动会对整个船舶电力系统造成巨大影响。船舶综合电力推进系统作为一项相对新的技术，存在技术风险，利用真实物理对象模拟和试验成本较高，可以利用计算机仿真分的方式对船舶综合电力推进系统进行仿真分析，得到各种工况发生时系统的运行特性，评估系统设计能否满足设计要求。通过搭建元件模型对系统进行仿真，可以对综合电力推进系统进行反复试验，大大降低实验成本，各国竞相进行仿真研究。目前多是利用陆地电力系统仿真软件对船舶综合电力推进系统进行仿真分析，有较大的局限性，到目前为止我国还没有一款专门针对船舶综合电力推进系统仿真的软件。 本文的主要工作是利用MFC，在VS2010软件平台下搭建一款适用于船舶综合电力推进系统的仿真平台。首先，一个可视化的船舶综合电力推进系统仿真平台，需要一个与用户交互的界面。根据实际系统中元件的图标，实现船舶综合电力推进系统中元件图标的绘制、操作以及系统的图形化搭建，为后续仿真的功能作基础。其次，对船舶综合电力推进系统中元件仿真模型进行模块化建模，仿真模型库主要由发电部分、配电部分、推进部分、电力变换装置以及储能部分组成，对于仿真模型中的微分方程均采用四阶龙格库塔法进行求解。根据船舶实际航行中的典型工况，搭建推进模块中螺旋桨的典型工况模型，为后续系统分析提供支持。最后，对船舶综合电力推进系统进行船舶螺旋桨正常工况以及典型工况下的状态进行仿真分析，验证了元件模块化模型建立的正确性，同时也验证了该仿真平台的可靠性、准确性。 |
| 作者： | 吕伟 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 兰海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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