[發(fā)明專利]一種船舶綜合電力推進(jìn)虛擬仿真平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410546634.7
• 申請(qǐng)日: 2014-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN104317993B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭海;孟杰;盧芳;文書禮;譚磊;曲文秀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)仿真分析領(lǐng)域，具體涉及一種船舶綜合電力推進(jìn)虛擬仿真平臺(tái)。船舶綜合電力推進(jìn)虛擬仿真平臺(tái),包括數(shù)據(jù)源模塊、可視化三維模塊、三維可視化虛擬仿真顯示界面模塊，數(shù)據(jù)源模塊為可視化三維模塊提供仿真數(shù)據(jù)，每一個(gè)可視化三維模塊具有數(shù)據(jù)源模塊，數(shù)據(jù)源模塊由數(shù)據(jù)初始參數(shù)、設(shè)備的數(shù)學(xué)模型組成。由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明能夠?qū)Υ熬C合電力系統(tǒng)中推進(jìn)負(fù)載的變化對(duì)主配電板的影響與主配電板參數(shù)發(fā)生改變后對(duì)推進(jìn)負(fù)載的影響做出相關(guān)的可視化虛擬仿真，這為研究船舶綜合電力系統(tǒng)的短路計(jì)算、其他用電負(fù)載的保護(hù)、發(fā)電機(jī)控制策略提供了可借鑒的虛擬仿真平臺(tái)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)仿真分析領(lǐng)域，具體涉及一種船舶綜合電力推進(jìn)虛擬仿真平臺(tái)。

背景技術(shù)

隨著世界科學(xué)的進(jìn)步、船舶工業(yè)的不斷發(fā)展，船舶綜合電力系統(tǒng)已經(jīng)成為國內(nèi)外船舶領(lǐng)域發(fā)展的主要方向，船舶綜合電力系統(tǒng)能夠同時(shí)為電力推進(jìn)負(fù)載與其他用電設(shè)備集中供電，實(shí)現(xiàn)了電力能源的統(tǒng)一管理。然而電力推進(jìn)部分的供電量需求占整個(gè)船舶發(fā)電站輸出電量的60％以上，當(dāng)推進(jìn)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)會(huì)給整個(gè)船舶電力網(wǎng)絡(luò)帶來的相當(dāng)大的沖擊，這給船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來了嚴(yán)重的影響，同時(shí)，電力網(wǎng)絡(luò)的波動(dòng)也會(huì)給推進(jìn)部分帶來不可忽視的影響。因此，開發(fā)出針對(duì)推進(jìn)負(fù)載對(duì)船舶綜合電力網(wǎng)絡(luò)影響的可視化仿真平臺(tái)將會(huì)對(duì)分析整個(gè)船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來積極的影響。

對(duì)于專利授權(quán)公告號(hào)為CN101211512、名稱為“一種船舶電力推進(jìn)虛擬仿真系統(tǒng)”的專利提供了船、機(jī)、漿的建模以及船舶駕駛的三維可視化，實(shí)現(xiàn)真實(shí)的船舶操作臺(tái)對(duì)虛擬船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制但并未涉及到推進(jìn)負(fù)載的變化對(duì)船舶電站主匯流排電壓、頻率等的影響。對(duì)于專利授權(quán)公告號(hào)為CN202013274U、名稱為“一種船舶電力推進(jìn)多模式混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”的專利中給出了船舶供電裝置、驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置和試驗(yàn)控制臺(tái)，能夠根據(jù)不同的供電模式、推進(jìn)模式給相關(guān)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)造平臺(tái)，但是并沒有對(duì)變壓器、變頻器、推進(jìn)電機(jī)、螺旋槳進(jìn)行相關(guān)的數(shù)學(xué)建模，更沒有涉及到可視化的仿真。對(duì)于專利授權(quán)公告號(hào)為CN202624620U、名稱為“船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)”的專利中給出了船舶駕駛操作控制模塊、機(jī)艙操作控制模塊、調(diào)速控制模塊、動(dòng)力推進(jìn)模塊之間的連接關(guān)系及各個(gè)部分之間的信號(hào)傳遞關(guān)系，能夠保證該船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行、維護(hù)成本低等特點(diǎn)，但是并未涉及到推進(jìn)部分對(duì)船舶綜合電力網(wǎng)絡(luò)影響的可視化仿真。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為船舶綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)提供一個(gè)可視化的虛擬仿真平臺(tái)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

船舶綜合電力推進(jìn)虛擬仿真平臺(tái),包括數(shù)據(jù)源模塊、可視化三維模塊、三維可視化虛擬仿真顯示界面模塊，數(shù)據(jù)源模塊為可視化三維模塊提供仿真數(shù)據(jù)，每一個(gè)可視化三維模塊具有數(shù)據(jù)源模塊，數(shù)據(jù)源模塊由數(shù)據(jù)初始參數(shù)、設(shè)備的數(shù)學(xué)模型組成，其中數(shù)據(jù)初始參數(shù)是為變壓器、變頻器、推進(jìn)電動(dòng)機(jī)、螺旋槳提供人為輸入的初始參數(shù)，設(shè)備的數(shù)學(xué)模型包括變壓器數(shù)學(xué)模型、變頻器數(shù)學(xué)模型、推進(jìn)電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型、螺旋槳數(shù)學(xué)模型，各個(gè)設(shè)備的數(shù)學(xué)模型都是由非線性數(shù)學(xué)微分方程組成且從螺旋槳、推進(jìn)電動(dòng)機(jī)、變頻器、變壓器按順序依次都有著數(shù)學(xué)參數(shù)上的直接耦合關(guān)系，每一個(gè)設(shè)備的數(shù)學(xué)模型都對(duì)應(yīng)可視化三維模塊，可視化三維模塊是由變壓器、變頻器、主配電板、推進(jìn)電動(dòng)機(jī)、螺旋槳、連接管道模型構(gòu)成，每一個(gè)模型在3DS MAX環(huán)境下建立，經(jīng)過OpenGL調(diào)用3DS文件后形成的接近實(shí)物的三維立體模型，三維可視化虛擬仿真顯示界面模塊由動(dòng)態(tài)效果顯示和數(shù)據(jù)輸入與輸出顯示兩部分組成，其中數(shù)據(jù)輸入與輸出分別是數(shù)據(jù)初始參數(shù)輸入與主配電板參數(shù)的輸出，動(dòng)態(tài)效果顯示是三維模塊動(dòng)態(tài)的體現(xiàn)如螺旋槳的旋轉(zhuǎn)、變壓器、變頻器、推進(jìn)電機(jī)根據(jù)輸出功率不同顏色的變化。

本發(fā)明的有益效果在于：由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明能夠?qū)Υ熬C合電力系統(tǒng)中推進(jìn)負(fù)載的變化對(duì)主配電板的影響與主配電板參數(shù)發(fā)生改變后對(duì)推進(jìn)負(fù)載的影響做出相關(guān)的可視化虛擬仿真，這為研究船舶綜合電力系統(tǒng)的短路計(jì)算、其他用電負(fù)載的保護(hù)、發(fā)電機(jī)控制策略提供了可借鑒的虛擬仿真平臺(tái)。

附圖說明