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原文传递舰船电力系统电能管理方法研究

论文题名：	舰船电力系统电能管理方法研究
关键词：	舰船电力系统;电能管理;潮流分析算法;三相模型
摘要：	舰船电力系统在实际运行中,由于战斗损耗、操作失误或设备故障等问题,可能使系统处于非正常状态,严重威胁舰船电力系统可靠运行。因此,在舰船建造初期合理规划舰船电能管理方案,使其既满足电力系统安全经济运行,又满足未来供电负荷增长需求;同时,在实际运行中检测和控制舰船区域配电系统的电能,对保障舰船安全运行都是非常有必要的。　　本文提出了一种基于舰船电力系统的潮流分析算法,利用该算法在电力系统规划时可以有效进行舰船配电网电能管理和分析;同时设计了一种基于DSP(数字信号处理器)的适合用于船舶环境下的电能管理系统,利用DSP芯片强大的数据处理和智能控制功能进行区域配电网的电能管理,为舰船电力系统电能管理提供可靠的依据和方法。　　借鉴用于配电网络三相潮流计算的前推回代方法,建立了适合舰船电力系统特点的三相潮流计算模型和方法。首先根据舰船电力系统结构特点,建立了船用配网各种元件的相域模型,对馈线、变压器、电容器、发电机等元件全部采用三相模型。在此基础上对用于配电网络的前推回代潮流计算方法进行了改进,使之能处理PV节点问题,同时能够处理三相变压器模型。对于舰船电力系统可能存在的少环结构运行方式,给出了一种基于叠加原理的少环配电网络三相潮流计算方法。通过叠加原理将配电网络分解为两个容易求解的纯辐射型网络和纯环状网络,两种网络的求解结果叠加并迭代求取整个网络的三相潮流。本文利用一个典型的舰船电力系统进行了验算,给出了计算结果。结果表明,所提出的算法能够适用于舰船电力系统的潮流分析,并具有迭代次数少,计算速度快的特点。　　根据舰船电力系统的特点设计了适用于区域配电系统的电能管理系统的软硬件。硬件设计包括滤波电路、信号调理电路、光耦隔离电路、A/D采样电路、控制电路、CAN通信接口电路和DSP最小系统等;软件设计包括程序初始化、A/D采样程序、数据处理算法程序、CAN通信接口程序、上位机人机界面等。考虑到船舶电网和陆上电网的不同点,着重加强了系统的抗干扰设计和数据通信稳定性的设计,最后在船舶电站实验室进行软硬件联调测试,获得测试结果。实验表明,本文提出的潮流算法能快速高效的分析和管理舰船电力系统的电能走向,本电能管理系统很具有高的测量控制性,通信稳定、可靠,有良好的应用前景。
作者：	阎学范
专业：	电力电子与电力传动
导师：	王德明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏科技大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文