艦船電力系統潮流計算與動態(tài)仿真.pdf

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

2、增大，以及接線方趨于變化靈活，傳統的經驗設計方法已經難以滿足系統設計的要求，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于系統穩(wěn)態(tài)電壓品質指標的定量分析驗證結果，包括界面電壓分布、不對稱度等；暫態(tài)電壓和頻率指標可以通過動態(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絡三相

3、潮流計算的前推回代方法，建立了適合艦船電力系統特點的三相潮流計算模型和方法。首先根據艦船電力系統結構特點，建立了船用配網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。在此基礎上對用于配電網絡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。對于艦船電力系統可能存在的少環(huán)結構運行方式，給出了一種基于疊加原理的少環(huán)配電網絡三相潮流計算方法。通過疊加原理將配電網絡分解為兩個容

4、易求解的純輻射型網絡和純環(huán)狀網絡，兩種網絡的求解結果疊加并迭代求取整個網絡的三相潮流。本文利用一個典型的艦船電力系統進行了驗算，給出了計算結果。結果表明，所提出的算法能夠適用于艦船電力系統的潮流分析。基于PSCAD/EMTDC可以建立船舶電力系統動態(tài)仿真模型，為檢驗系統接口動態(tài)電能品質提供分析平臺。本文對艦船電力系統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速控制系統，各種艦船負荷，中頻電源等。由此建立了艦船電力系統的動態(tài)仿真