船舶电力系统智能保护关键技术,这篇电力系统论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
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随着社会的不断发展,科技的不断进步,我国各个领域均得到了很好的发展,人们的生活质量也有了更大的提升.船舶是一种主要在地理水中运行的人造交通工具,自古即有,发展至今已经拥有了多种形式和多重功能,当代船舶电力系统是极为重要的组成部分.本文通过查阅相关资料,简要介绍了船舶电力系统的特点、船舶电力系统传统保护方法存在的问题,以及船舶电力系统智能保护关键技术,以期能够为完善船舶电力系统方面提供有价值的参考.
船舶建设近年来越来越完善,这与船舶电力系统结构形式越来越多样化也有一定关系,但随着船舶数量的增多、船舶体积的增大,对电力系统的要求也越来越高.船舶电力系统采用按分断时间原则通过断路器不同延时时间的整定,以系统解列方式保证故障隔离的保护方法,虽然在以往其可以起到不错的保护作用,但如今其已经无法满足船舶出行要求,需要实现电力系统的智能保护,然而我国在此方面的建设还不够完善.
一、船舶电力系统的特点
通过对船舶电力系统方面的研究可以知道,其拥有多种特点,具体如下：一,中性点不接地且不流过零序电流,若出现单相故障,其会对中性点电压产生影响,但线电压不会被波及,系统可以再维持一段时间的正常运行；二,船舶系统小,电压等级低,线路短；三,发电冗余小,电气设备集中；四,鉴于船舶电力系统的特殊性,导致其具有有限惯性系统的特点,在电站、配电.用电环节中存在强耦合现象.
二、船舶电力系统传统保护方法存在的问题
船舶运行中,电力系统能够产生很大的作用,但若其长时间处于工作状态,也会导致其发生故障,对其进行保护是很有必要的.以往在进行保护时,往往会选择结合时间原则的三段式电流保护模式,该种模式的优势在于,其简单且可靠,并且能够快速完成故障处理工作,在三段式电流保护中,相邻两级开关的保护动作必须确保选择性要求,然而电力系统中其他因素却会对此方面产生影响,这样一来保护开关方面则会受到影响,系统中任何部分出现故障,均有可能导致其他区域出现断电现象,由此可见其选择性不佳.
若出现了短路故障,需要针对正常区域进行保护,使其不受干扰,在传统保护方法中可以发现,其往往会选择结合时间原则的电流保护,其作用与三段式电流保护相似,只是在进行开关保护时,其可以采取保护分段延时原则来开展工作,能够有效保证故障不会调转到其他区域.
目前来看,我国船舶电力系统结构日益复杂化,若依然使用傳统保护模式,势必难以发挥良好作用,即使该方面已经经过了优化,能够保证在任何情况下均不会影响继电保护的作用,但保护效果往往差强人意,若保护作用不及时,或程度不足,也有可能出现拒动问题,将会对船舶造成严重的破坏.因此今后应积极针对智能保护方面采取措施,将先进的技术和设备引入其中,减少故障的发生.
三、船舶电力系统智能保护关键技术
(一)船舶电力系统工况识别技术
实现智能保护势必需要应用到计算机技术、网络技术,而网络拓扑分析即是此方面的关键,其在工作时能够完成对船舶状态的监测,无论船舶处于何种状态均不会影响到对电力网络的检测,在检测后其会生成新的电力网络结构、拓扑数据.此方面结果的质量若不能够保证,则会对智能保护质量造成影响.网络拓扑分析最早应用于陆地电力系统,经过不断的发展和优化,如今其应用范围也逐渐变大,将其应用到船舶电力系统之前在此方面应用了多种新式算法,基于GIS的网络拓扑分析效果最佳.
(二)船舶电力系统潮流计算
潮流计算也是近年来应用较为频繁的一种计算模式,其主要集中在对船舶电力系统某一时间断面的系统各状态变量值和系统内的功率分布情况.计算结果如何也会对后续的智能保护情况产生影响.该算法的应用并不是十全十美,不易收敛是其主要弊端之一,但船舶、陆地电力系统较为相近,在进行计算时可以借鉴有关于陆地电力系统方面的经验,如可以应用前推算法,也可以应用回路阻抗法,或是改进牛顿法等.前推算法的优势在于,其编程简单、速度快,但缺点在于,处理网孔的能力不强；实时上每种算法均有一定的弊端,但优势往往大于弊端,只要能够根据实际情况选择算法,或是适当将算法进行结合,则可以做到优化组合,在保证计算精度的前提下提升计算速度.
(三)船舶电力系统故障判断方法
在智能保护中,对船舶电力系统进行准确的故障分析和判断是极为重要的,只有做好此方面工作,才能够减少保护动作拒动、误动几率,且提升分析速度也能够保证故障存在的时间得到大幅度缩减,避免对其他部分造成联动影响,也可以对相应的设备起到保护作用,若设备长时间处于故障状态下,也会对设备自身性能造成影响.目前来看,我国在此方面所应用的技术也较为先进,如现代信号处理技术,或是将其与人工智能理论进行结合,两种方式的应用均可以起到较好的作用,但其也有部分注意事项,因此在选择时需要根据故障的侧重点来进行优化选择,另外,电力系统的故障时刻往往与监测电流信号的奇异点对应,这是需要注意的.
综上所述,研究关于船舶电力系统智能保护关键技术方面的内容具有十分重要的意义,其不仅关系到船舶电力系统的完善与应用,也关系到船舶质量、出行安全以及船舶电力服务等方面.如今经济全球化趋势越来越明显,我国各个领域均在加速与国际市场接轨的步伐,同时也在促进国内经济流通,海上运输是经济发展的重要途径之一,如何提升船舶各方面建设也成为了亟待解决的问题.我国在船舶电力系统方面采取了多种完善措施,但依然有待完善之处.
（作者单位：1南通理工学院2上海船舶研究设计院）
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