船舶綜合電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真研究及可視化實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著船舶工業(yè)的不斷發(fā)展,船舶綜合電力系統(tǒng)已經(jīng)日益成為各國研究的對象。由于船舶推進(jìn)負(fù)載與其他用電設(shè)備的集中供電,這給船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。其中,船舶綜合電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的研究,對整個(gè)船舶電力網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)、設(shè)計(jì)起到至關(guān)重要的作用。然而,國內(nèi)在船舶綜合電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的研究方面,起步比較晚,積累的經(jīng)驗(yàn)也較少。因此,開展對船舶綜合電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的仿真研究具有深刻的積極意義。
　　本文的主要工作是研究船舶綜合電力系

2、統(tǒng)的暫態(tài)過程,并以可視化的方式直觀的體現(xiàn)出該過程。以VC++6.0為平臺編寫軟件程序,在實(shí)驗(yàn)室已有的船舶電力系統(tǒng)仿真平臺的基礎(chǔ)上,開發(fā)出一套適用于船舶綜合電力系統(tǒng)的暫態(tài)仿真軟件。該仿真軟件是以船舶相關(guān)設(shè)備的數(shù)學(xué)模型為編程的理論依據(jù),以可視化曲線的形式為暫態(tài)仿真輸出的結(jié)果。其中,在數(shù)學(xué)模型的建立中分為發(fā)電部分與負(fù)載部分。發(fā)電部分的數(shù)學(xué)模型包括了汽輪發(fā)電機(jī)組、柴油發(fā)電機(jī)組,且每一個(gè)發(fā)電機(jī)組都包含了相關(guān)的轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁控制策略。負(fù)載部分的數(shù)學(xué)模型

3、包含了靜態(tài)負(fù)載、大功率拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載、推進(jìn)負(fù)載。其中,以典型的阻抗負(fù)載作為靜態(tài)負(fù)載的代表,對其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。以三相異步電動(dòng)機(jī)作為船上所有拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的代表,對其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。在推進(jìn)負(fù)載數(shù)學(xué)模型的建立中,包含了變壓器、變頻器、永磁推進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其控制策略、螺旋槳等。發(fā)電部分、負(fù)載部分的數(shù)學(xué)模型都是微分方程,在編程的過程中均采用四階龍格庫塔法。與此同時(shí),在實(shí)驗(yàn)室已有的仿真平臺中,完成暫態(tài)仿真軟件可視化界面的設(shè)計(jì)以及程序的調(diào)試。
　　在實(shí)驗(yàn)

4、室已有的仿真平臺中,任意的搭建船舶綜合電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變后,能夠做出關(guān)于發(fā)電機(jī)組機(jī)端電壓、勵(lì)磁電勢、功角、頻率的暫態(tài)仿真曲線。同時(shí),也能夠做出關(guān)于推進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的暫態(tài)仿真曲線。
　　最后,對暫態(tài)仿真軟件賦予實(shí)際的參數(shù),當(dāng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行方式改變后,做出了對某臺運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的暫態(tài)仿真。當(dāng)大功率拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載、靜態(tài)負(fù)載突加突卸后,做出了對某臺運(yùn)行發(fā)電機(jī)組的暫態(tài)仿真。當(dāng)電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)任意改變后,做出了對某臺運(yùn)行