基于可靠性模型的船舶电网拓扑结构对比分析

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1、2006年11月电工技术学报Vol.21No.11第21卷第11期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYNov.2006基于可靠性模型的船舶电网拓扑结构对比分析12221李红江鲁宗相王淼朱凌志焦绍光（1.海军工程大学电气与信息学院武汉4300332.清华大学电力系统国家重点实验室北京100084）摘要船舶电网的拓扑结构是关系船舶电力系统可靠性的关键因素。本文采用基于邻接矩阵的最小割集方法，建立了通用的船舶配电系统可靠性评估算法，对辐射状、环状和带状结构的船舶电网进行了定性分析和定量的算例计算，验证了算法的有效性；通过对负荷点

2、可靠性指标和系统可靠性指标的比较分析发现，带状结构的可靠性水平高于辐射网结构和环形网结构，是未来船舶电网结构的发展方向。关键词：船舶电力系统拓扑结构可靠性生命力带状网络中图分类号：TM77ContrastingAnalysisofShipboardPowerSystemTopologicalStructuresBasedonReliabilityModel12221LiHongjiangLuZongxiangWangMiaoZhuLingzhiJiaoShaoguang（1.NavalUniversityofEngineeringWuhan430033China2.Ts

3、inghuaUniversityBeijing100084China）AbstractThetopologicalstructureisoneofthekeyfactorsaffectingthereliabilityperformanceofSPS.Anadjacentmatrixbasedminimalcutsetsmethodisadoptedinthispapertobuildauniversalalgorithmofreliabilityevaluationofshipboardpowersystem(SPS).Basedonthisreliabilityev

4、aluationplatform,qualitativeanalysisandquantitativeindicescalculationofdifferentshipboardtopologicalconfigurationsofradial,ringandzonalareexperiencedusingasamplesystemdata.Resultshowsthatthereliabilitylevelofzonalshipboardpowernetworkisbetterthanothersanditisthebasicalconfigurationprotot

5、ypeoffutureshipboardpowernetworks.Keywords：SPS,topologicalconfiguration,reliability,survivability,zonalnetworks电力系统共同构成动力平台的传统舰船相比，船舶1引言电站的容量、规模和复杂程度大大提高，电力系统船舶电网拓扑结构的设计是船舶电力系统设计在全船各个子系统中的重要性也大大提高。同时舰的重要步骤，要求将所有的电力设备很好地连接起船电力系统在实际运行中，由于战斗破损或操作不来，在保证其功能有效发挥的前提下，实现尺寸、当以及设备本身的问题，可能使系统出现各种故障

6、重量、造价的最小化。或非正常运行状态，从而使电力系统的安全可靠运近年来，综合电力系统（IntegratedPower行受到威胁，严重者导致设备的损坏或使整个电力[1]系统的供电中断，影响战斗及航行安全[2,3]。System，IPS）成为船舶动力系统未来的发展方向，它强调以电能作为船舶动力系统的主要能源形态，由于上述因素以及舰船电气化、自动化程度的通过船舶电力系统给推进系统和其他系统提供电日益提高，对舰船电力系统供电的可靠性和生命力[4]力，实现全电化的技术思想。与原来由动力系统和也提出了更高的要求。因此，对网络重构方法的研究，成为船舶电网的一个热点课题，围绕船舶电网拓

7、扑特点的分析和故障后电网重构的算法，产生收稿日期2006-04-29改稿日期2006-08-2948电工技术学报2006年11月[5～9]了许多重要的理论成果。的相关性；③避免共因失效和共模失效。其中第一评价一个船舶电网拓扑结构的优劣，单纯从事个问题主要与可靠性相关，冗余设计是实现高可靠故后重构恢复能力进行评价是不够全面的，需要从性的基本方法；第二个问题主要与残存性相关，保可靠性角度进行严格的论证分析，综合考核船舶电证各个系统、部件的相对独立性是提高生命力的基网及设备在各种工况下的性能，依此作为依据判定本思路；而第三个问题与可靠性和生命力