[發(fā)明專利]一種船舶交直流混合電力系統(tǒng)短路計算仿真方法

有效

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• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103630796A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘭海;孟杰;曹融;盧芳;譚磊
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可以對船舶交直流混合電力系統(tǒng)進(jìn)行短路計算仿真的船舶交直流混合電力系統(tǒng)短路計算仿真方法。

背景技術(shù)

近年來，交直流混合系統(tǒng)成為船舶綜合電力系統(tǒng)研究的核心內(nèi)容，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新型電力電子器件性能的不斷改進(jìn)、其控制方式也有突飛猛進(jìn)的發(fā)展，交直流混合系統(tǒng)電力系統(tǒng)的優(yōu)越性也越來越突出，尤其是在電能質(zhì)量、效率、結(jié)構(gòu)等方面。目前直流區(qū)域配電技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外專家的重點(diǎn)研究對象，也是艦船綜合電力系統(tǒng)今后的主要發(fā)展方向，國外艦船已經(jīng)開始了船舶綜合交直流混合系統(tǒng)的試驗(yàn)和應(yīng)用。

短路故障會對船舶電力系統(tǒng)正常運(yùn)行造成非常嚴(yán)重的破壞：可破壞電源、造成停電，整個系統(tǒng)停止運(yùn)行，甚至可引起火災(zāi)。即使沒有損壞電源設(shè)備，也會造成電網(wǎng)電壓跌落，影響電網(wǎng)正常工作。合理的計算短路電流可以為船舶電力系統(tǒng)選擇合適的電氣設(shè)備提供數(shù)據(jù)，作為電氣設(shè)備穩(wěn)定性校驗(yàn)依據(jù)，更是為系統(tǒng)的繼電保護(hù)方案提供數(shù)據(jù)支持。因此，準(zhǔn)確的計算出短路故障電流對船舶電力系統(tǒng)的意義十分重大。

目前，船舶電力系統(tǒng)的仿真分析與研究大都使用國外成熟的仿真軟件來完成，用來進(jìn)行潮流及短路電流計算、電磁及機(jī)電暫態(tài)仿真等。但這些軟件多是根據(jù)陸地的電力系統(tǒng)仿真解決方案設(shè)計的，沒有船舶電力系統(tǒng)的針對性，尤其是對于船舶交直流混合電力系統(tǒng)，在算法和仿真功能兩方面都沒有針對的仿真軟件實(shí)現(xiàn)仿真功能。

從上面的分析可以看出，船舶電力系統(tǒng)仿真對船舶電網(wǎng)的研究分析和穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。然而目前研究人員通常是基于船舶電力系統(tǒng)的特點(diǎn)利用數(shù)學(xué)計算功能強(qiáng)大的Matlab軟件或陸地電力系統(tǒng)計算軟件來搭建船舶電力系統(tǒng)的設(shè)備模型，設(shè)計復(fù)雜且操作不便。更沒有交直流混合系統(tǒng)的模型及算法。

綜上所述，開發(fā)出一套準(zhǔn)確、可靠的針對船舶交直流混合電力系統(tǒng)的仿真軟件對船舶綜合電力系統(tǒng)分析及其設(shè)計具有重大的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是開發(fā)出一套針對于船舶交直流混合電力系統(tǒng)，選擇系統(tǒng)中發(fā)生短路故障的位置，軟件對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及拓?fù)溥M(jìn)行自適應(yīng)分析，然后進(jìn)行短路電流計算的一種船舶交直流混合電力系統(tǒng)短路計算仿真方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

（1）檢測所繪網(wǎng)絡(luò)圖中各個元件的端點(diǎn)坐標(biāo)，給各個元件分配各自的ID號，作為連接的判斷依據(jù)；

（2）根據(jù)元件連接情況，將獲取到的各元件連接關(guān)系轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息，以表格的形式儲存在數(shù)據(jù)庫中；

（3）計算發(fā)電機(jī)短路電流；

（4）計算蓄電池短路電流；

（5）計算電感元件短路電流；

（6）計算直流電機(jī)短路電流；

（7）判斷短路點(diǎn)位置，對電流進(jìn)行修正。

計算發(fā)電機(jī)短路電流包括，

1）檢測發(fā)電機(jī)所在支路的發(fā)電機(jī)、交流線路、變壓器、整流器的阻抗值以及直流線路的電阻與電感值；

2）將發(fā)電機(jī)到短路點(diǎn)之間路徑分為交流和直流兩部分，發(fā)電機(jī)到整流器出口處為交流部分；整流器出口處到短路點(diǎn)之間為直流部分；