《艦船電力系統(tǒng)》是以艦船電力系統(tǒng)為主，介紹了艦船電站、艦船配電、艦船電網(wǎng)、負(fù)載和綜合推進(jìn)電力系統(tǒng)等部分的基本原理及簡要的設(shè)計(jì)方法；然后對潮流計(jì)算、短路計(jì)算、保護(hù)、生命力、重構(gòu)技術(shù)等基本的計(jì)算方法進(jìn)行介紹；并對目前艦船電站暫態(tài)穩(wěn)定問題進(jìn)行了分析和仿真驗(yàn)證；最后扼要地介紹了艦船電力系統(tǒng)綜合仿真平臺(tái)的簡單實(shí)現(xiàn)。
第1章 艦船電力系統(tǒng)概述
1.1 艦船電力系統(tǒng)的組成和類型
1.1.1 艦船電力系統(tǒng)的組成
1.1.2 艦船電力系統(tǒng)的類型
1.2 艦船電力系統(tǒng)的工作環(huán)境
1.3 艦船電力系統(tǒng)的主要電氣參數(shù)
1.3.1 電流種類
1.3.2 額定電壓
1.3.3 額定頻率
第2章 艦船電站
2.1 艦船主電源
2.1.1 主電源發(fā)電機(jī)組的類別與選型
2.1.2 主發(fā)電機(jī)組的并聯(lián)運(yùn)行
2.1.3 主電源容量的估算和發(fā)電機(jī)組的選擇
2.1.4 主發(fā)電機(jī)組的安裝與試驗(yàn)
2.2 應(yīng)急電源
第3章 艦船配電裝置
3.1 艦船配電裝置概述
3.2 主配電板
3.2.1 主配電板原理圖
3.2.2 主配電板上配備的電器和儀表
3.2.3 主配電板的面板布置和安裝方面的要求
3.3 配電裝置中的開關(guān)電器
3.4 互感器
3.5 選擇電器和載流導(dǎo)體的一般條件
3.6 應(yīng)急配電板
3.7 充放電板及蓄電池
3.8 岸電箱及其他配電裝置
第4章 艦船電網(wǎng)
4.1 艦船電網(wǎng)概述
4.2 艦船電網(wǎng)分析
4.2.1 艦船電網(wǎng)基本類型
4.2.2 世界艦船電網(wǎng)實(shí)例分析
4.3 艦船用電網(wǎng)及其選擇
4.3.1 艦船供電網(wǎng)絡(luò)的分類
4.3.2 電力負(fù)荷的分級(jí)
4.3.3 分配電箱設(shè)置原則
4.3.4 提高供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性和生命力
第5章 負(fù)荷計(jì)算和艦船電站容量的確定
5.1 艦船電站容量概述
5.2 艦船用電設(shè)備和運(yùn)行工況
5.2.1 艦船用電設(shè)備和安全用電的原則
5.2.2 艦船用電設(shè)備的分類
5.2.3 艦船運(yùn)行工況
5.3 負(fù)荷的計(jì)算
5.3.1 三類負(fù)荷法
5.3.2 需要系數(shù)法
5.4 電站容量確定的原則
第6章 艦船電網(wǎng)潮流計(jì)算方法
6.1 艦船電網(wǎng)潮流計(jì)算概述
6.2 電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型
6.2.1 節(jié)點(diǎn)電壓方程
6.2.2 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的求取和修改
6.2.3 異步電動(dòng)機(jī)的建模
6.3 節(jié)點(diǎn)電勢法潮流計(jì)算
6.4 前推回代法潮流計(jì)算
第7章 艦船電網(wǎng)短路計(jì)算方法
7.1 短路電流概述
7.2 短路電流計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)
7.3 短路點(diǎn)選擇原則
7.4 艦船電力系統(tǒng)短路電流常用算法
7.4.1 各種常用方法比較
7.4.2 IEC法
7.4.3 GJB-173算法
7.5 艦船電力系統(tǒng)短路電流參考計(jì)算方法
7.5.1 臨近匯流排處的短路電流計(jì)算
7.5.2 遠(yuǎn)離匯流排處短路電流計(jì)算
7.6 算例
第8章 艦船電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原則
8.1 繼電保護(hù)概述
8.2 保護(hù)配置原則
8.3 艦船電力系統(tǒng)保護(hù)分類
8.3.1 發(fā)電機(jī)保護(hù)
8.3.2 變壓器保護(hù)
8.3.3 電網(wǎng)保護(hù)
8.4 保護(hù)配合與協(xié)調(diào)
8.5 斷路器選型
第9章 艦船電力系統(tǒng)生命力計(jì)算方法
9.1 艦船電力系統(tǒng)生命力概述?
9.2 艦船電力系統(tǒng)生命力分析評(píng)估用的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型
9.2.1 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)
9.2.2 艦船電力系統(tǒng)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的建立
9.3 供電概率計(jì)算
9.3.1 電氣設(shè)備破壞環(huán)境下的供電概率的確定
9.3.2 基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載供電概率計(jì)算
9.4 加權(quán)模糊綜合評(píng)判
9.4.1 加權(quán)模糊綜合評(píng)判法概述
9.4.2 加權(quán)模糊綜合評(píng)判法的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
9.5 算例
9.5.1 供配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模型
9.5.2 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的建立
9.5.3 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法的計(jì)算
第10章 艦船電力網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法
10.1 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的概述
10.2 艦船電力網(wǎng)絡(luò)故障修復(fù)系統(tǒng)
10.2.1 系統(tǒng)構(gòu)架
10.2.2 故障恢復(fù)系統(tǒng)的典型實(shí)例
10.3 艦船電力網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)
10.3.1 最優(yōu)（準(zhǔn)最優(yōu)）重構(gòu)策略生成技術(shù)的概述
10.3.2 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表達(dá)
10.3.3 重構(gòu)優(yōu)化算法
10.4 基于多Agent艦船電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)方法
10.4.1 多Agent算法
10.4.2 引入負(fù)荷優(yōu)先級(jí)和運(yùn)行工況等影響因素
10.4.3 約束條件和目標(biāo)函數(shù)的確定
10.5 與重構(gòu)相關(guān)的其他研究
第11章 單機(jī)艦船電力系統(tǒng)的新型控制策略研究
11.1 艦船電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
11.1.1 同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程
11.1.2 同步發(fā)電機(jī)輸出功率方程
11.1.3 柴油機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)
11.1.4 柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁繞組電磁方程
11.1.5 負(fù)載模型
11.2 艦船電力系統(tǒng)L2干擾抑制控制策略研究
11.2.1 仿射非線性系統(tǒng)的L2干擾抑制方法簡述
11.2.2 艦船電力系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)L2干擾抑制控制策略
11.2.3 艦船電力系統(tǒng)調(diào)速、勵(lì)磁系統(tǒng)綜合控制策略
11.3 艦船電力系統(tǒng)Hamilton控制策略研究
11.3.1 基于Hamilton能量函數(shù)的非線性控制設(shè)計(jì)簡述
11.3.2 基于Hamilton能量函數(shù)的綜合控制設(shè)計(jì)
11.3.3 帶有SMES的艦船電力系統(tǒng)Hamilton控制設(shè)計(jì)方法
第12章 綜合全電力推進(jìn)技術(shù)
12.1 電力推進(jìn)技術(shù)概述
12.1.1 電力推進(jìn)裝置的優(yōu)點(diǎn)
12.1.2 傳統(tǒng)電力推進(jìn)裝置
12.1.3 綜合電力推進(jìn)概念
12.2 綜合電力推進(jìn)技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢
12.2.1 主要特征
12.2.2 技術(shù)優(yōu)勢
12.3 艦船綜合電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
12.4 推進(jìn)電機(jī)種類、特點(diǎn)
12.4.1 推進(jìn)電機(jī)性能特點(diǎn)
12.4.2 推進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
12.5 綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)典型實(shí)例
12.5.1 美國的綜合電力系統(tǒng)
12.5.2 英國的綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)
12.6 綜合全電力推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展前景
12.6.1 國外艦船綜合電力推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r
12.6.2 我國艦船綜合電力推進(jìn)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
12.6.3 加速發(fā)展我國艦船綜合電力推進(jìn)技術(shù)的必要性
12.6.4 關(guān)于未來發(fā)展艦船綜合電力推進(jìn)技術(shù)的方向
第13章 基于模塊化的艦船電力系統(tǒng)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)
13.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)
13.2 功能模塊及連接接口設(shè)計(jì)
13.2.1 功能模塊的建立
13.2.2 模塊間的接口設(shè)計(jì)
13.3 艦船電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
13.3.1 數(shù)據(jù)庫軟件及開發(fā)技術(shù)
13.3.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
13.3.3 數(shù)據(jù)庫與仿真應(yīng)用程序的接口設(shè)計(jì)
13.4 艦船電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?br>13.4.1 基于圖論方法的艦船電力系統(tǒng)拓?fù)浣?br>13.4.2 拓?fù)浞治鏊惴K
13.4.3 拓?fù)浞治瞿K的輸入接口數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)
13.4.4 艦船電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?br>13.4.5 多電站艦船電力系統(tǒng)變工況下拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析
13.5 圖形化平臺(tái)設(shè)計(jì)
13.6 軟件說明及算例分析
13.6.1 軟件主要功能界面
13.6.2 5節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)仿真算例分析
參考文獻(xiàn)
第6章艦船電網(wǎng)潮流計(jì)算方法
6.1 艦船電網(wǎng)潮流計(jì)算概述
所謂電網(wǎng)的潮流，是指在某工況下運(yùn)行的電力系統(tǒng)中所有體現(xiàn)和反應(yīng)能量狀態(tài)及其分配狀況的運(yùn)行參數(shù)的全體，包括各個(gè)母線電壓的大小和相位、各個(gè)發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的功率及電流，以及各個(gè)變壓器和線路等元件所通過的功率、電流和其中的損耗。潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析中的一種最基本的計(jì)算，它的任務(wù)是在已知（或給定）某些運(yùn)行參數(shù)的情況下，計(jì)算出系統(tǒng)中全部的運(yùn)行參數(shù)。
艦船電網(wǎng)的潮流計(jì)算的方法是由陸地電網(wǎng)的潮流計(jì)算發(fā)展而來的，目前陸上復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流計(jì)算發(fā)展得比較快，通常采用輸電和配電分開計(jì)算的方法。對于復(fù)雜的艦船電力網(wǎng)絡(luò)來說，盡管雖與陸上配電網(wǎng)絡(luò)有許多相似之處，但其獨(dú)特的之處更多，不能完全照搬陸上配電系統(tǒng)的方法。雖然艦船電力系統(tǒng)也由發(fā)電設(shè)備、變配電裝置、輸電網(wǎng)絡(luò)、用電設(shè)備等組成，但艦船電力系統(tǒng)的電站容量、連接方式、電壓等級(jí)、輸配電裝置等部分與陸地上的電力系統(tǒng)有很大差別，所以不能照搬陸上電力系統(tǒng)的模型。目前，陸上電力系統(tǒng)所用的潮流計(jì)算方法牛頓?拉夫遜法、快速解耦法等都不適用于艦船電網(wǎng)，下面分析其不適用的原因。
�。�1）牛頓?拉夫遜法是陸上電力系統(tǒng)最常用的方法，方法是先設(shè)定初始電壓值，并利用雅可比矩陣求取電壓增量，隨后進(jìn)行反復(fù)迭代。當(dāng)應(yīng)用于艦船電力系統(tǒng)時(shí)，由于系統(tǒng)負(fù)荷量相對發(fā)電機(jī)而言較大，導(dǎo)致所求得的雅可比矩陣可能變?yōu)槠娈惖�，無法計(jì)算。另外，此法僅當(dāng)設(shè)定的初始值必須接近實(shí)際值時(shí)，計(jì)算結(jié)果才準(zhǔn)確。因此，艦船電力系統(tǒng)中，一般不應(yīng)采用此方法。
�。�2）快速解耦法是在牛頓?拉夫遜法基礎(chǔ)上的改進(jìn)法，它是利用陸上電力系統(tǒng)中，線路電抗與電阻之比較大的特點(diǎn)，將雅可比矩陣進(jìn)行簡化處理，實(shí)現(xiàn)簡化計(jì)算。快速解耦法在輸電網(wǎng)中常用，但在配電網(wǎng)中難以收斂。雖然有些學(xué)者為使快速解耦算法能在配電網(wǎng)中得以繼續(xù)應(yīng)用而作了一些有益的嘗試，如應(yīng)用某些補(bǔ)償技術(shù)處理較大的線路，但這些方法都使算法復(fù)雜化，從而喪失了快速解耦算法本身的計(jì)算量小、可靠收斂的特點(diǎn)。當(dāng)用于艦船電力系統(tǒng)支路時(shí)，電抗與電阻之比非常小，與此法要求的前提條件正相反，因此快速解耦法不適用于艦船電力系統(tǒng)。
現(xiàn)有文獻(xiàn)中能夠應(yīng)用于艦船電力系統(tǒng)中的方法主要有三種：節(jié)點(diǎn)電勢法、前推回代法、回路阻抗法。
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