[發明專利]電力推進船舶電能質量污染源的監測裝置

在審

• 申請號: 201610136388.7
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105699846A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 陳輝;田畾;陶烽偉;楊誠
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

技術領域

本發明涉及一種監測裝置，更具體地說，涉及一種電力推進船舶電能質量 污染源的監測裝置。

背景技術

電力推進系統船舶與傳統推進系統相比，具有操作方便、機動性好，振動 小，有利于船舶控制環境污染等優點，因此船舶電力推進系統已成為當今船舶 行業的重點研究和發展對象，發達國家也正在大力研制將電力推進技術應用于 下一代新型戰艦并取得了重大的進展。隨著大量非線性電力電子元器件在船舶 電力推進系統上應用和非線性負荷的出現，諸如電壓間斷、短時沖擊、閃變及 陷波等波形干擾越來越多的從各電力設備饋入系統，對船舶電力系統的正常運 行造成干擾。另外，船上用電設備引起的各種故障和振蕩現象，均可能誘發船 舶電力系統事故，造成供電的暫時中斷，降低供電可靠性。

船舶電力系統中引起電能質量不良的污染源有很多，各設備對電網輸電質 量的要求也不盡相同。鑒于各種船舶電力設備對電能質量敏感度的變化，電能 質量的范圍會進一步變大，分類愈加細化，要求愈加提高。當前，幾乎所有的 電能質量的限制只局限于針對電壓或者電流，多用來評估供電系統的其中一個 結點在某一時間段內的電能質量等級。但是，監測電能質量指標只是單純的給 出各個污染源對電網影響的總和，未能反映電能質量污染源的源頭，也不能對 未來電能質量的優化與治理作指導。

電網中電壓的驟升驟降很少出現，但是危害比較大。目前，在控制自動化 中變頻器等大規模敏感性電力電子器件應用的越來越多，即使只是持續幾十分 之一秒的電壓驟升驟降都有可能導致設備停止工作，造成巨大損失，故電壓驟 升驟降一直是影響電力設備正常工作的最嚴重的暫態電能質量問題。然而，由 于這種電壓的極端變化持續時間極短，極難定位，其定向一直是工程的難題。

閃變是電能質量的一個重要的指標，其是指電壓波動妨礙連接在公共連接 點上的其他電器設備的正常運行，即:當大容量負荷的參數發生周期性變化， 將會導致節點電壓波動或閃變，并在供電系統中傳播，影響其他負荷的正常運 行。由于有多個用電負荷連接在相應的公共節點上，僅僅監測某個節點電壓只 能評估電壓波動或閃變的嚴重程度，并不能判斷閃變干擾的污染源。

監測諧波污染源是對電能質量監測的傳統方法之一，其中絕大多數使用臨 界阻抗法和功率流向法。臨界阻抗法雖然經過了理論的假設，但是由于實際參 數的獲取困難，不利于在線使用，實用價值缺乏。基于“污染源是向外輸送能 量”的假設的功率流向法是目前常用的方法之一，而實際上鑒于多諧波源供電 網絡的復雜性，線性負荷大多不會注入諧波功率，只是單純的消耗功率。在一 些情況下，諧波源反而可能會吸收諧波功率，造成系統“漏判”，因而不能用 “是否向網絡注入諧波功率”作為諧波源的判斷依據。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種有效避免污染信號提高船舶電網 供電質量的電力推進船舶電能質量污染源的監測裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種電力推進船舶電能 質量污染源的監測裝置，包括信號采集裝置、信號轉換裝置、信號處理裝置、 數據存儲裝置和人機交互裝置，所述信號采集裝置與船舶電網連接，信號采集 裝置的輸出端與信號轉換裝置連接，信號轉換裝置的輸出端與數據存儲裝置連 接，數據存儲裝置連接信號處理裝置與人機交互裝置連接；

所述信號處理裝置包括諧波分析處理裝置、閃變分析處理裝置與電壓驟升 驟降處理裝置，諧波分析處理裝置、閃變分析處理裝置與電壓驟升驟降處理裝 置分別與數據存儲裝置連接。

按上述方案，所述電壓驟升驟降分析處理裝置分析處理過程如下： 讀取信號采集裝置存儲在數據存儲裝置中的各個節點的電壓和電流數據信號， 基于周期的小波變換分析法，構造分析電壓幅值的變化曲線；判斷在持續的設 定時間內，電壓的幅值是否超過預設值的10％；如果在這段時間電壓幅值超過 預設值，則計算其對應的區域的母線上每條線路的電流，并基于周期的小波變 換分析法，構造分析電流幅值的變化曲線；將采集到的電壓和電流幅值變化曲 線進行對比，如果電壓電流同時上升或下降，則本線路不是電壓驟升驟降的污 染源，如果兩者一升一降，則本線路是電壓驟升驟降的污染源；最后將數據處 理的結果儲存到數據存儲裝置中。