[發明專利]船舶電力系統模塊化仿真平臺

無效

• 申請號: 201310056973.2
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103164571A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 蘭海;孟杰;文書禮;譚磊;張銳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種電力系統仿真技術，特別是涉及一種用于船舶電力系統模塊化仿真的方法。

背景技術

在船舶工業的發展中仿真環節扮演著不可或缺的角色，在以往船舶電力系統規模較小的時期采用全物理模型或數學物理混合模型模擬實際的系統來進行分析，然而隨著科學技術的不斷發展電力電子技術廣泛的應用于船舶電力系統中，這使得船舶電力系統的規模以及復雜程度日益的加大，上述的仿真分析方法難以適應這種大規模復雜的船舶電力系統網絡。

在當今面對規模龐大復雜的船舶電力系統的仿真中具有良好經濟性和實用性的數字仿真技術得到了船舶電力系統研究工作者的廣泛應用。目前船舶電力系統的仿真工作都使用國外比較成熟的仿真軟件來完成，這些仿真軟件有EMTP(Electromagnetic?Transients?Program)仿真程序，德國西門子公司開發的NETOMAC軟件，美國電力公司(PTI)開發的PSS/E(Power?System?Simulator?for?Engineering)，Math?works公司開發的MATLAB(大于5.2版本)中所包含的Power?System?Blockset(PSB)工具箱，PSCAD，SABER等。

近年來研究船舶電力系統的工作者正是以這些軟件工具作為仿真平臺來對龐大復雜的船舶電力系統進行一系列的研究如：武漢理工大學羅樂的碩士論文“船舶電力系統建模與控制”中作者歸納了船舶電力系統中的數學模型，并將數學模型簡化為仿真模型利用MATLAB/Simulink軟件搭建系統并進行典型工況和故障的仿真實驗。最后利用PID調節方法，實現對船舶電網的協調控制。大連海事大學王浩亮的碩士論文“船舶電力系統穩定性研究”中采用MATLAB和VB聯合編程的方法研究船舶電力系統的穩定性，利用Simulink模塊搭建仿真系統，對同步電機在突加或突卸負荷，并車操作等情況下進行仿真實驗，根據仿真分析結果，總結得到有效提高電壓穩定性的方法。

綜合來看目前的船舶電力系統的軟件仿真工作一般可分為以下幾個步驟：

1.根據給已知的船舶電力系統網絡給其中的電力設備建立數學模型包括相應設備的控制策略如原動機、發電機、變頻器、推進電機等，然后將這些數學模型包括相應的控制策略轉換成所用仿真軟件下的模型。

2.將上述轉換后的各電力設備在相應仿真軟件下的模型進行各個部分的連接（可以是整個船舶電力系統也可以是船舶推進部分也可以是船舶的負載部分或是船舶電力系統中的發電部分）。

3.針對不同的仿真目的進行仿真工作。

然而這些軟件是根據陸地電力系統仿真方案設計的并沒有船舶電力系統的針對性，很多船舶電力系統的特有模塊都需要自己搭建如螺旋槳模塊、特殊負載模塊等，其次，電力設備建模過程與轉換成所使用的仿真平臺下的模型過程繁瑣、復雜這給船舶電力系仿真研究人員帶來了諸多的不便。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作簡單、仿真高效的船舶電力系統模塊化仿真平臺。

本發明的目的是這樣實現的：

包括人機界面模塊、電力網絡路徑智能化分析模塊、船舶電力系統分析模塊、信息存儲模塊、暫態仿真曲線輸出模塊；首先人機界面模塊搭建船舶電力系統，并將搭建完的船舶電力系統中的各個電力設備連接關系用數字的形式表現出來，并將數字編號信息和相對應的電力設備存入信息存儲模塊；電力網絡路徑智能化分析模塊從信息存儲模塊中獲得來自人機界面模塊的整個電力網絡中設備的數字編號，通過路徑的智能化分析將整個電力網絡的路徑連接信息、拓撲結構存入信息存儲模塊中，船舶電力系統分析模塊從信息存儲模塊中獲得來自電力網絡路徑智能化分析模塊中的母線間的路徑連接關系以及從信息存儲模塊中獲取來自人機界面模塊中的母線節點數據信息，從而來進行潮流計算、暫態計算并將計算后的潮流信息、暫態計算的一系列數據存入信息存儲模塊；暫態仿真曲線輸出模塊從信息存儲模塊中獲得來自船舶電力系統分析模塊中暫態計算的數據來完成曲線的繪制。

所述的電力網絡路徑智能化分析模塊建立分為以下兩步：

（1）人機界面搭建的船舶電力網絡元件信息轉換為計算機識別的數字信息，并將數字信息存入到信息存儲模塊；

（2）根據整個搭建的船舶電力網絡的數字信息進行識別當前的網絡拓撲結構。