船舶電力系統(tǒng)包含直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng),現(xiàn)如今多數(shù)的船舶都為交流電力系統(tǒng)。相比于船舶交流電力系統(tǒng),船舶直流電力系統(tǒng)有很多優(yōu)勢,例如直流發(fā)電系統(tǒng)的控制方法簡單,功率分配時不用考慮無功功率的分配等。而且船舶儲能設(shè)備,現(xiàn)代戰(zhàn)艦彈射裝置等在船舶中的應(yīng)用都離不開直流電力系統(tǒng)。因此船舶直流電力系統(tǒng)受到國內(nèi)外專家學者的高度重視,已經(jīng)成為了研究的重點和未來的發(fā)展新方向。船舶直流電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,將對船舶的穩(wěn)定航行帶來一定的影響,其中短路是其最嚴重的故障之一,在短路時提升船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性成為船舶穩(wěn)定運行先決條件�，F(xiàn)如今對船舶直流電力系統(tǒng)短路保護的研究很少,所以對船舶直流電力系統(tǒng)的短路故障及其穩(wěn)定性的研究很有必要。第一,基于工程項目的背景,明確船舶直流電力系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)。構(gòu)建了船舶直流電力系統(tǒng)的仿真模型,實現(xiàn)了整流發(fā)電機的空載建壓、并網(wǎng)運行、突增突減負荷、短路故障等不同工況的仿真運行,為后續(xù)的研究奠定基礎(chǔ)。第二,本文設(shè)計了一種混合型直流斷路器和新型固態(tài)直流故障限流器,分別對它們拓撲結(jié)構(gòu)、工作原理及多種工況下的邏輯控制進行了深入研究,在MATLAB/Simulink中建立了仿真模型,并進行仿真驗證。第三,基于船舶電力系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu),擬定了19個具有代表性的短路故障點,并完成了對各個短路點的短路電流計算和仿真驗證。基于本文所設(shè)計的選擇性保護系統(tǒng)元件的工作原理及船舶電力系統(tǒng)規(guī)范要求,實現(xiàn)了船舶直流電力系統(tǒng)選擇性保護方案設(shè)計,并完成了對各個保護系統(tǒng)元件的整定值計算。第四,在專家系統(tǒng)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩者相結(jié)合的故障診斷方法的基礎(chǔ)上,把各個混合型直流斷路器的工作狀態(tài)作為專家系統(tǒng)的采樣輸入數(shù)據(jù),各個短路點的斷路器動作時刻的電流信號作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的樣本輸入數(shù)據(jù),實現(xiàn)了對短路故障進行診斷與拓撲重構(gòu)。第五,針對在線調(diào)參、實時監(jiān)控和診斷驗證等需求,綜合利用LabVIEW、MATLAB及Veristand等軟件的接口技術(shù),實現(xiàn)了雙機綜合實時模擬平臺的構(gòu)建,并對船舶直流電力系統(tǒng)進行實時模擬。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U665.1
【部分圖文】：

''''fd fdkd kdd kq kqb bkq kqq fd fd kq kdbk p k pe kk pe k kψ ψωψω ωψωψ ωψω= + = + +即可得到三相同步發(fā)電機的感應(yīng)電勢''de ，''qe 標''de ，''qe 仿真模型。通過坐標變換將感應(yīng)電勢e勢''ae ，''be ，''ce ，然后將其和發(fā)電機定子繞組的電壓如方程(2-24)所示。'' '''' '''' ''aa a d a aab b d a bac c d a cdiu e L r idtdiu e L r idtdiu e L r idt = = = 的定子電壓仿真模型如圖 2.3 所示：

圖 2.9 功率轉(zhuǎn)移前下垂特性曲線 圖 2.10 功率轉(zhuǎn)移后的下垂特性曲線.3.3 船舶直流電力系統(tǒng)運行仿真三相整流發(fā)電機中的部分參數(shù)如表 2.1。表 2.1 三相整流發(fā)電機部分參數(shù)表額定功率 1000kW 額定直流電壓 930V額定直流電流 1076A 交流相電壓 740V相數(shù) 3 額定頻率 120Hz定子電阻 0.0322 定子漏抗 0.8622 轉(zhuǎn)子電阻 0.01233 轉(zhuǎn)子漏抗 0.7854 以 1000kW(G1)和 400kW(G2)的整流發(fā)電機并聯(lián)運行為例。G1發(fā)電機在網(wǎng)運行， G1發(fā)電機加載 600kW；5s 時 G1發(fā)電機再加載 400kW；8s 時 G2發(fā)電機并網(wǎng)運行；1再加載 400kW，G2發(fā)電機與 G1發(fā)電機均達到滿載；16s 時卸載 400kW；19s 時 G2機解列；22s、25s 時 G1發(fā)電機分別卸載 400kW、600kW。G1與 G2發(fā)電機的仿真圖如圖 2.11~圖 2.14 所示，直流母線電壓及其細節(jié)圖如圖 2.15、2.16 所示。

圖 2.9 功率轉(zhuǎn)移前下垂特性曲線 圖 2.10 功率轉(zhuǎn)移后的下垂特性曲線.3.3 船舶直流電力系統(tǒng)運行仿真三相整流發(fā)電機中的部分參數(shù)如表 2.1。表 2.1 三相整流發(fā)電機部分參數(shù)表額定功率 1000kW 額定直流電壓 930V額定直流電流 1076A 交流相電壓 740V相數(shù) 3 額定頻率 120Hz定子電阻 0.0322 定子漏抗 0.8622 轉(zhuǎn)子電阻 0.01233 轉(zhuǎn)子漏抗 0.7854 以 1000kW(G1)和 400kW(G2)的整流發(fā)電機并聯(lián)運行為例。G1發(fā)電機在網(wǎng)運行， G1發(fā)電機加載 600kW；5s 時 G1發(fā)電機再加載 400kW；8s 時 G2發(fā)電機并網(wǎng)運行；1再加載 400kW，G2發(fā)電機與 G1發(fā)電機均達到滿載；16s 時卸載 400kW；19s 時 G2機解列；22s、25s 時 G1發(fā)電機分別卸載 400kW、600kW。G1與 G2發(fā)電機的仿真圖如圖 2.11~圖 2.14 所示，直流母線電壓及其細節(jié)圖如圖 2.15、2.16 所示。
【參考文獻】

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本文編號：2884529