船舶电气自动化论文范文参考关于船舶电气自动化的优秀论文范文【10篇】

船舶电气自动化论文范文参考关于船舶电气自动化的优秀论文范文【10篇】 目前,船舶向着超大型化方向发展,电力推进型船舶也进入实质性应用阶段,从而使船舶电力系统的容量不断增大,船舶柴油发电机组的单机容量不断创出新高.因此,船舶电力系统长时间连续运行的稳定性、可靠性与安全性日益受到重视；在船舶电力系统研究领域,系统建模、混沌分析与智能控制成为研究的热点课题. 随着船舶自动化程度的逐步提高以及电力推进船舶的出现,船舶电气系统也随之日益复杂,船舶电缆在船舶电气系统中担任着传输能量和信号的重要任务.众所周知,船舶电缆的工作环境复杂,在温度、湿度、机械振动等众多因素的综合影响下,电缆绝缘层材料容易老化,进而导致电缆的绝缘性能下降甚至失效,从而导致船舶电气系统失效,甚至引起船舶火灾.可见,船舶电缆绝缘状态和老化程度直接影响着整个船舶的安全和生产.另外,我国正在服役的老旧船舶众多,其上使用的依然是最初的船舶电缆(丁苯橡胶电缆为主),其绝缘性能的好坏无从知晓.为消除船舶电缆稳定运行中的安全隐患,明确电缆更换时机,就迫切需要对其绝缘老化寿命进行快速检测. 在影响绝缘材料的众多老化因素中,温度占主导地位.目前对船舶电缆绝缘寿命进行预测主要是依据GB/T11026和IEC60216标准,在实验室对船舶电缆开展高温加速老化实验,通过测量老化试样的断裂伸长率来推断其在实际使用温度下的寿命.这种方法是破坏性试验,在试验过程中需要从船舶电网中截取待检测电缆；同时需要很长的试验周期才能得到实验结果；另外,船舶电缆穿越不同舱室,其工作环境必然存在差异,这意味着所截取的样品只能代表局部,无法对全船电缆的绝缘寿命进行检测. 综上,若能提出一种在线、快速的电缆寿命检测方法,无论是对船舶的安全性还是减少盲目更换电缆都具有重要意义.针对该问题,本文以目前众多老旧船舶上广泛应用的丁苯橡胶电缆为研究对象,尝试建立一种基于硬度的船舶电缆绝缘老化寿命快速检测方法,主要完成了如下几方面工作： (1)依据相关标准,选取135、150、165、180四个老化温度点,对新的丁苯橡胶电缆进行加速老化试验,并分别对老化后试样的硬度、断裂伸长率、密度和绝缘电阻等性能指标进行测量,获得了船舶丁苯橡胶电缆绝缘老化的定量规律.结果发现随着老化时间的延长即老化程度的加深,绝缘层硬度增大,断裂伸长率减小,密度缓慢增加,绝缘电阻在老化后期呈明显下降趋势.其中,硬度以及断裂伸长率与其老化程度之间线性关联明显,为对电缆绝缘寿命进行快速无损检测,选取硬度为特征参量. (2)建立了丁苯橡胶电缆绝缘层伸长比、断裂伸长率以及老化交联密度等与其硬度之间的理论模型,阐明丁苯橡胶伸长比、断裂伸长率以及交联密度等与其硬度之间的变化关系.提出剩余硬度保留率概念,参考GB/T11026和IEC60216标准中规定的数据处理方法对所测硬度数据进行了统计验证以及系统分析,进而提出基于剩余硬度保留率的船舶丁苯橡胶电缆绝缘寿命快速检测新方法. (3)参照GB/T11026和IEC60216标准,对丁苯橡胶电缆绝缘寿命快速检测新方法进行检验,结果表明所提出的基于剩余硬度保留率的检测新方法具有与上述标准较高的相符性,不但结果准确而且具有简单快速的优点.并提出以剩余硬度保留45%作为新方法的检验失效标准,即丁苯橡胶电缆的寿命终点.另外绝缘电阻测试结果也从侧面证明了基于剩余硬度保留率对船舶丁苯橡胶电缆绝缘老化寿命进行快速检测的有效性. 通过本文的研究工作,揭示了船用丁苯橡胶电缆绝缘层老化规律,在此基础上提出了一种基于硬度的船舶电缆绝缘老化寿命快速检测方法,在应用该方法时,首先需按照文中所述过程建立基于剩余硬度保留率的寿命预测模型(不同电缆模型不同),在实船检验时只需对要检验的船舶电缆绝缘部位进行硬度测试,随后带入相应模型便可得知其剩余使用寿命.这意味着检验人员可以在船上随时对不同部位的船舶电缆进行检验,不需再反复进行取样以及漫长的老化试验过程. 随着电力科学技术的发展及应用,船舶综合电力系统的规模不断扩大,各种拖动、监控、保护设备逐渐实现电气自动化,对电力的需求大量增加.同时船舶综合电网中的单台负荷容量也越来越大,冲击性负荷并网造成船舶综合电网电压骤降的情况时有发生,因此船舶综合电力系统暂态电压稳定性的研究受到了越来越多的重视.本文在总结前人研究成果的基础上,对船舶综合电网大扰动下暂态电压稳定性问题中的几个关键方面进行了深入的研究. 分析了船舶综合电力系统及大负荷冲击下的暂态电压失稳场景的特点,指出船舶综合电力系统暂态电压稳定性的研究具有其特殊性.然后基于上述特点对船舶综合电力系统进行了数学建模,运用电力系统暂态稳定分析中的时域仿真法对数学模型进行大扰动下的暂态电压稳定数值仿真.以某船舶综合电力系统为仿真算例证明了数学模型及数值积分方法的正确性.该内容可作为进一步研究暂态电压稳定性的基本方法与验证手段. 提出了一种判断船舶综合电力系统是否处于暂态电压失稳边界的时变特征分析方法.该方法首先回顾了小扰动分析中特征分析法的主要结论,结合船舶综合电力系统暂态过渡过程的综合数学模型,提出在每一时步将系统状态方程组按泰勒级数展开,获得在该时步的线性化Jacobian表达式并进行小扰动分析；通过求解出全部特征根、左右特征向量及定义重要状态变量与之对应特征向量的动态相关因子,给出船舶综合电力系统是否处于暂态电压失稳状态的理论判据.通过某船舶综合电力系统的仿真算例进行了验证,证明了上述方法的有效性. 提出了一种基于BP神经网络的船舶综合电网暂态电压稳定边界上的CUEP计算方法.该方法在电力系统稳定域边界理论基础上,建立系统受扰后各切除时刻状态及达到稳态后系统状态间的高维非线性映射关系；通过多次不同大扰动切除时刻的暂态稳定数值仿真,记录下多组受扰后各切除时刻状态变量及达到稳态后系统状态变量,将其分别作为输入与输出样本训练BP神经网络；估算持续故障轨迹与该故障模式主导下稳定流形的交界点,并以此作为大扰动临界切除时刻的依据,将此刻的系统状态变量输入训练好的人工神经网络即可输出CUEP.通过IEEE-39节点系统证明了该方法的正确性与有效性,并且较传统的牛顿法具有一定的优势与实用价值. 提出了一种基于DNSPPSO算法的船舶综合电网暂态电压失稳后的快速重构方法.该方法将船舶综合电力系统受到大扰动后的紧急控制问题转化为船舶电网重构问题,并基于船舶电网安全性及实时性要求提出了一种快速的新型粒子群优化算法.该算法融合了小种群技术与动态邻域技术：小种群技术可显著减小种群规模,并经过一定迭代次数后,在保留全局最优位置与适应度值的基础上重新生成全部粒子；采用动态邻域法克服了以往权重法处理多目标优化问题的缺陷,可根据船舶综合电力系统的特定任务直接输出最终的计算结果,无需人为从Pareto解集中挑选最终解.数值仿真采用某8节点船舶电网实例并对比SPPSO与DPSO算法,证明了该方法的有效性. 在综合分析可靠性工程基本原理的基础上,以典型船舶电站自动控制系统为对象,结合其运行特点,采用多种可靠性分析方法,完成了船舶电站不维修系统的可靠性建模、船舶电站可修系统的可靠性建模,对船舶电站故障树分析法及其工程应用进行了系统的研究.本文主要研究内容包括以下几个方面：1完成基于元器件计数法、元器件应力分析法的船舶电站自动控制系统的可靠性预计.在确定出元件、部件的失效率的基础上,预计出船舶电站自动控制系统各单元、各分系统的失效率,最后预计出船舶电站自动控制系统的失效率.2结合船舶电站自动控制系统工程实际,提出船舶电站保护单元在可靠性建模及可靠性预计中的特殊处理方法,计算结果表明采用这一有效方法预计船舶电站的可靠性更加科学、准确.3建立船舶电站在不同工况下的可靠性框图以及相应的数学模型.在此基础上,计算出船舶电站在不同工况下的可靠度、系统平均无故障工作时间.按不同工况求解船舶电站可靠性模型的方法更加符合船舶电站的实际运行模型.4为解决一般电气冗余系统的可靠性、特别是维修性计算问题,运用基于动态可靠性技术理论中的马尔可夫过程数学模型,对一般电气冗余可修系统可用度和可靠度进行数学建模,推导出冗余可修系统可用度和可靠度的表达式,并且给出了求解复杂系统稳态可用度的简单方法,最后将上述的数学建模应用到船舶电站控制系统,给出了船舶电站工程应用实例.5针对船舶电站大型复杂控制系统普遍存在的维修、管理难题,将静态可靠性技术理论中的故障树分析法应用于船舶电站,创建了船舶电站的故障树,编写出用户程序,完成对船舶电站故障树的定性、定量分析,最后编写出供现场维修、管理人员使用的实用树、故障查找流程图等船舶电站维修、保养指南. 船舶电力系统是一个独立而又复杂的电力系统,具有很多特点.电器设备工作环境较差,事故容易发生,正常供电时常常有相对于发电机容量较大的电力负载投入到电网运行,发电机组经常并联运行且具有较强的耦合性等特点.因此,船舶电力系统在运行过程中的动态过程频繁发生,动态过程的振荡幅度也很大.鉴于这些原因,本文在船舶电力系统建模仿真及动态稳定性方面做了研究,希望在船舶电力系统建立数学模型、研制模拟器及研制新的励磁控制器方面做些有实际意义的工作. 首先,建立完整的实际船舶电力系统整体数学模型.以一条实际5446TEU大型集装箱船舶电力系统为研究对象,建立一系列数学模型,包括同步发电机、励磁系统、异步电动机、静负载及电网的数学模型.以一台同步发电机的d-q旋转轴为参考轴,分析各电气设备之间的耦合关系,从而建立了完整的船舶电力系统整体数学模型. 其次,研制船舶电力系统训练模拟器和船舶电站评估操作计算机考试模拟器.它是船舶电力系统建模与仿真的应用,结合物理数字混合仿真技术、集中仿真技术和模块化建模技术,研制出船舶电力系统训练模拟器和评估操作计算机考试模拟器.模拟器由计算机、各种物理盘台及仪表组成,它适用于交通运输部海事局关于远洋船舶轮机员在轮机自动化技术方面教学和培训的要求,目前许多用户已使用并取得了较满意的效果. 最后,研制新的励磁控制器(*R+PSS励磁控制器).为改善船舶电力系统的稳定性能,设计一种新的励磁控制器.这种励磁控制器就是在传统的具有自动电压调节器的船舶发