船舶综合电力系统集成设计方法技术方案

本发明专利技术提供了一种船舶综合电力系统集成设计方法，确定船舶的总体性能要求；根据船舶的总体性能要求对全船的能量和负载进行统筹分析；根据全船的能量和负载的统筹分析的结果确定船舶综合电力系统初步方案；根据船舶综合电力系统初步方案确定设备总布置后的船舶综合电力系统；对设备总布置后的船舶综合电力系统进行总体评估和性能检验，能够得到全船能量综合调配、设备布置灵活的船舶综合电力系统。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及本专利技术涉及船舶类电力系统技术，特别涉及一种。
技术介绍
综合电力系统由于具有诸多优势，成为现今国内外船舶研究的热点之一。采用综合电力系统的船舶与常规船舶相比，具有全船能量综合调配、设备布置灵活等优点，并为今后高能特种装备上船应用创造有利条件。但目前国内尚无十分成熟的综合电力系统应用经验，相关的科研院所仅处于理论研究及部分的试验验证阶段，缺乏完整的设计方法，无法满足全系统的设计要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，能够得到全船能量综合调配、设备布置灵活的船舶综合电力系统。为解决上述问题，本专利技术提供一种，包括: 确定船舶的总体性能要求； 根据船舶的总体性能要求对全船的能量和负载进行统筹分析； 根据全船的能量和负载的统筹分析的结果确定船舶综合电力系统初步方案； 根据船舶综合电力系统初步方案确定设备总布置后的船舶综合电力系统； 对设备总布置后的船舶综合电力系统进行总体评估和性能检验。进一步的，在上述方法中，所述船舶总体性能要求为适装性、快速性、机动性、隐身性、生命力的总体性能方面对船舶综合电力系统的具体要求。进一步的，在上述方法中，根据船舶的总体性能要求对全船的能量和负载进行统筹分析的步骤包括: 根据推进器端推进所需功率，考虑推进系统各设备及轴系效率，计算得出典型航速下电源端的推进所需功率；应用一预设规范规定的常规船舶电力负荷计算方法，计算得出日用及常规武器所需功率； 根据高能特种装备特性，明确其所需功率，并根据负载特性，折算出不同工况下所需的持续功率； 将所述典型航速下电源端的推进所需功率、日用及常规武器所需功率和不同工况下所需的持续功率这三项累加，得出全船各工况下所需的最大总功率。进一步的，在上述方法中，根据全船的能量和负载的统筹分析的结果确定船舶综合电力系统初步方案的步骤包括: 步骤一，从所述全船各工况下所需的最大总功率中取最大值，留出不小于规范要求的储备裕量，作为发电单元总装机容量的设计参考值，依据设计规范、船总体排水量、生命力要求和全船主要负载分布情况确定发电单元的电站设备数量，分为中压电站和低压电站，其中，中压电站的装机容量满足全船各工况下所需的最大总功率，低压电站装机容量满足停泊及靠岸工况下全船所需的最大总功率； 步骤二，输配电单元包括中压配电板、低压配电板和区配电板，其中，在每个中压电站设置一块中压配电板，由中压发电机组对所述中压配电板进行供电，各中压配电板之间通过跨接线进行连接；在每个低压电站设置一块低压配电板，由低压发电机组或中压配电板通过变电装置向所述低压配电板供电，各低压配电板之间通过跨接线进行连接；依据区域配电原则，全船划分为若干区域，每个区域设置一块区配电板，由低压配电板向所述区配电板供电； 步骤三，依据总体需求及技术风险确定中、低压端电制，其中，结合系统电制设置变电单元，即由中压电制变至低压电制，如有特殊需求，则低压端还需变至负载侧所需电制；步骤四，如采用交流电制，则推进单元由推进变压器、变频器和推进电机组成；如采用直流电制，则推进单元由变频器和推进电机组成，其中，所述推进电机容量由推进所需最大功率确定，并需留有规定的功率储备，所述变频器、变压器容量依据推进电机进行确定； 步骤五，日用负荷单元与常规船舶类似，由低压主配电板、区配电板、分配电箱三级供电； 步骤六，根据高能特种装备及特殊负载需求，结合技术风险，选取合适的储能单元；步骤七，根据传统船舶推进监控功能、电站监控功能、全船电能的综合管理功能、特殊工况下的推进功率限制功能设计能量管理单元。进一步的，在上述方法中，步骤一中，根据原动机特性，确定每个电站的组成，其中，中压电站主要由燃气轮机发电机组、柴油发电机组和中压主配电板组成，低压电站由辅助柴油发电机组和低压配电板组成。进一步的，在上述方法中，步骤六中，所述储能单元包括蓄电池组、飞轮储能、燃料电池、超导储能、电容储能和压缩气体或蒸汽储能。进一步的，在上述方法中，根据船舶综合电力系统初步方案确定设备总布置后的船舶综合电力系统的步骤中，结合船舶舱室布局开展综合电力系统的进行设备总布置，主要大型设备包括发电机组、配电板、推进电机、变频器和推进变压器等，其中，发电机组一般布置于机舱段，依据总体生命力要求，各电站分开布置，主配电板就近布置在相应电站附近，推进电机靠近船舶尾部布置，变频器、推进变压器应靠近所述推进电机布置。进一步的，在上述方法中，对设备总布置后的船舶综合电力系统进行总体评估和性能检验的步骤中，从总体适装性、快速性、机动性、隐身性、系统生命力、经济性和技术风险角度对设备总布置后的船舶综合电力系统进行全面评估和分析，必要时结合仿真计算、船模试验验证等手段进行检验。与现有技术相比，本专利技术通过确定船舶的总体性能要求；根据船舶的总体性能要求对全船的能量和负载进行统筹分析；根据全船的能量和负载的统筹分析的结果确定船舶综合电力系统初步方案；根据船舶综合电力系统初步方案确定设备总布置后的船舶综合电力系统；对设备总布置后的船舶综合电力系统进行总体评估和性能检验，能够得到全船能量综合调配、设备布置灵活的船舶综合电力系统。【附图说明】图1是本专利技术一实施例的综合电力配电原理图； 图2是该方案机舱段布置简图； 图1中，1G、2G为中压燃气轮机发电机组，3G、4G为中压柴油发电机组，1AG、2AG为低压柴油发电机组；1T、2T为推进变压器；3Τ、4Τ为日用变压器；1FC、2FC为推进用变频器；1M、2M为推进电机。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供一种，包括: 步骤Si，确定船舶的总体性能要求； 步骤S2，根据船舶的总体性能要求对全船的能量和负载进行统筹分析； 步骤S3，根据全船的能量和负载的统筹分析的结果确定船舶综合电力系统初步方案； 步骤S4，根据船舶综合电力系统初步方案确定设备总布置后的船舶综合电力系统； 步骤S5，对设备总布置后的船舶综合电力系统进行总体评估和性能检验。可选的，步骤SI中所述船舶总体性能要求为适装性、快速性、机动性、隐身性、生命力等当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶综合电力系统集成设计方法，其特征在于，包括：确定船舶的总体性能要求；根据船舶的总体性能要求对全船的能量和负载进行统筹分析；根据全船的能量和负载的统筹分析的结果确定船舶综合电力系统初步方案；根据船舶综合电力系统初步方案确定设备总布置后的船舶综合电力系统；对设备总布置后的船舶综合电力系统进行总体评估和性能检验。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵固，杨健，王艳国，张允，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七〇一研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31