船舶高压电力系统网络化仿真技术.pdf

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1、第36卷第5期2014年5月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．36，No．5May，2014船舶高压电力系统网络化仿真技术陆虎(南通航运职业技术学院，江苏南通226010)摘要：介绍船舶高压电力系统网络化仿真的方案设计、关键技术及主要功能特点。船舶高压电仿真系统可实现实船高压电的全任务仿真操作，且无高压危险。采用先进的网络化仿真技术，实时性佳，为船舶高压电操作培训工作提供了较好平台。关键词：船舶高压电力系统；仿真；工业以太网中图分类号：U665．1文献标识码：A文章编号：1672—7649(2014)

2、05—0125—05doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2014．05．026ThenetworksimulationtechnologyofhighvoltagepowersystemLUHU(Nantongshippingcollege，Nantong226010，China)Abstract：Introducesthehighvoltagepowersystemsimulationprogramdesign，keytechnologyandmainfunctionfeatures．Thesimulation

3、systemcanrealizethewholetaskofoperationofshipandwithoutriskofelectricalshock．Byusingadvancednetworksimulationreal-timetechnology，providegoodhighvoltageoperationtrainingwork．Keywords：highvoltagepowersystem；simulation；industrialEthernet0引言大型集装箱船、电力推进船、破冰船、海工平台的出现，使得船舶电力系统

4、容量相对以往大幅度提高。由于低压发电站组容量的限制，低压供电无法满足大容量供电的需求，当前1000V以上的高压电力系统已在船舶上应用。高压电力系统的维护与管理较低压电有着很大的差别。船舶管理人员的低压电知识无法满足高压电力系统管理的需要，国际海事组织及国家海事局也就相关岗前培训做出了相关规定。实验室直接提供船舶高压电力系统的实操与安全培训，安全很难保证且成本过高。为此研究高压电力系统仿真训练技术尤为必要。1系统仿真方案1．1母型船为了达到与实船操作相同的仿真训练效果，仿真对象应选用实船高压电力系统。在此主要以某大型集装箱船为母型船，讨

5、论其高压电力系统的网络化仿真技术。该船电力系统拓扑如图1所示，主要由高压部分(AC6600V，60Hz)和低压部分(AC440V，60Hz)组成。高压部分主要包括高压发电机组、真空断路器、高压配电板、高压变压器和高压负载(如首侧推电机)。高压变压器是实现高压到低压变换的桥梁，一般标配4台，2台13用变压器，如HT21、HT22；另2台为专用于冷藏负载的变压器，如HTll、HTl2，收稿日期：2013—05—20；修回日期：2014—03—10基金项目：教育部国家骨干高职院校建设基金资助项目作者简介：陆虎(1974一)，男，副教授，研究

6、方向为轮机工程技术等。·126·舰船科学技术第36卷对于电力推进船舶，此类变压器为推进变压器。图1高压电力系统拓扑Fig．1Highvoltagepowersystemtopology低压部分直接实现船舶动力、照明负载的供电；电源除来自高压变压器外，特殊情况下可由应急低压发电机或辅助发动机(此船未配)供电⋯。1．2仿真方案为了达到实物仿真效果，仿真训练系统的实物模型与母型船主要电力系统设备的外观保持高度一致。实物模型主要由高压电站、低压电站、集控台等模型组成，如图2所示。网倒L!竺!竺兰茎竺

7、一l褊瞪I竺竺!!兰兰竺集控台模型(含服务

8、器计算机)罔2系统物理模型Fig．2Physicalsystemofpowernetwork其中，高压电站主要包括4台高压发电机组、高压配电板等。高压配电板共11屏，包括高压Et用变压器屏(2屏)、高压冷藏变压器(2屏)、高压发电机组控制屏(4屏)、高压同步屏，高压岸电控制屏和侧推控制屏。低压电站含低压配电板和低压应急电站，低压应急电站由1台低压发电机组和应急配电板组成。所有信号直接或间接汇聚于集控台的服务器计算机中。大型系统的仿真技术经历了集中式仿真、分布式仿真、网络化集中仿真等3个阶段的发展∽J。集中式仿真是整个系统信号的接收、模

9、型计算、输出驱动均由1台计算机完成；无疑仿真速度慢，可靠性不高，进而被分布式仿真技术代替。分布式仿真即由若干个计算机子系统联合完成系统仿真任务，速度、可靠性相对提高，但系统设计复杂使研发周期变长。随着计算机数据处理速度的