船舶电力系统仿真研究

电力推进以其诸多的优越性已成为船舶推进方式的重要发展方向,国内外对电力推进船舶的研究也已经兴起。由于船舶电力推进在实际应用中存在着很多问题,因此针对船舶电力推进系统进行建模与仿真研究,对船舶电力推进的技术应用有着十分重要的意义。本课题就是在武汉理工大学“轮机工程”国家重点学科建设“电力推进系统仿真实验室”项目资助下,利用仿真软件SABER对电力推进船舶的电力系统进行了初步的仿真研究。 本文在归纳总结电力推进船舶的电力系统的数学模型和基本原理的基础上,结合电力推进实验室的实验装置,应用仿真软件SABER搭建了电力推进船舶的电力系统的仿真模型,并对系统进行了仿真分析。主要工作可以分为系统建模和仿真分析两个方面。首先,对原动机及其调速系统、同步发电机及其励磁系统的数学模型进行了归纳总结,对配电系统和同步发电机并联运行控制系统的基本原理进行了分析。接着根据归纳总结的数学模型以及船舶电力系统的基本原理,利用SABER中的基本元器件和MAST语言搭建出了原动机及其调速系统、同步发电机及其励磁系统、配电系统及简化负载在SABER环境下的仿真模型,并对各部分的仿真模型进行了基本的性能试验,以验证各部分模型的有效性。最后,对原动机及其调速系统、同步发电机及其励磁系统、配电系统和并车控制系统的模型进行组合,构建成一个适合仿真分析的船舶电力系统模型,并对整个系统进行了典型工况和典型故障的仿真分析。 虽然系统的某些仿真模型在建模时进行了一定的简化处理,但仿真分析的结果表明系统能在一定程度上模拟实际系统的工作状态,其结果可以作为电力推进实验室的小比例实物仿真研究的前期探索。