船舶綜合電力系統暫態(tài)仿真研究及可視化實現.pdf

1、隨著船舶工業(yè)的不斷發(fā)展,船舶綜合電力系統已經日益成為各國研究的對象。由于船舶推進負載與其他用電設備的集中供電,這給船舶電力系統的穩(wěn)定性帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。其中,船舶綜合電力系統暫態(tài)穩(wěn)定性的研究,對整個船舶電力網絡的保護、設計起到至關重要的作用。然而,國內在船舶綜合電力系統暫態(tài)穩(wěn)定性的研究方面,起步比較晚,積累的經驗也較少。因此,開展對船舶綜合電力系統暫態(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、統的暫態(tài)過程,并以可視化的方式直觀的體現出該過程。以VC++6.0為平臺編寫軟件程序,在實驗室已有的船舶電力系統仿真平臺的基礎上,開發(fā)出一套適用于船舶綜合電力系統的暫態(tài)仿真軟件。該仿真軟件是以船舶相關設備的數學模型為編程的理論依據,以可視化曲線的形式為暫態(tài)仿真輸出的結果。其中,在數學模型的建立中分為發(fā)電部分與負載部分。發(fā)電部分的數學模型包括了汽輪發(fā)電機組、柴油發(fā)電機組,且每一個發(fā)電機組都包含了相關的轉速、勵磁控制策略。負載部分的數學模型

3、包含了靜態(tài)負載、大功率拖動電動機負載、推進負載。其中,以典型的阻抗負載作為靜態(tài)負載的代表,對其進行數學建模。以三相異步電動機作為船上所有拖動電動機的代表,對其進行數學建模。在推進負載數學模型的建立中,包含了變壓器、變頻器、永磁推進電動機及其控制策略、螺旋槳等。發(fā)電部分、負載部分的數學模型都是微分方程,在編程的過程中均采用四階龍格庫塔法。與此同時,在實驗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計以及程序的調試。
　　在實驗

4、室已有的仿真平臺中,任意的搭建船舶綜合電力系統網絡。當該網絡的拓撲結構發(fā)生改變后,能夠做出關于發(fā)電機組機端電壓、勵磁電勢、功角、頻率的暫態(tài)仿真曲線。同時,也能夠做出關于推進電動機轉速、轉矩的暫態(tài)仿真曲線。
　　最后,對暫態(tài)仿真軟件賦予實際的參數,當發(fā)電機組運行方式改變后,做出了對某臺運行發(fā)電機組的暫態(tài)仿真。當大功率拖動電動機負載、靜態(tài)負載突加突卸后,做出了對某臺運行發(fā)電機組的暫態(tài)仿真。當電力網絡拓撲結構任意改變后,做出了對某臺運行