浅析船舶综合电力系统
1. 引言
船舶综合电力系统是船舶动力的发展方向，是造船技术发展史上的又一个革命性的跨越，其主要特点是将推进动力与电站动力合二为一。该项技术正在逐步成熟、完善。以美、英、法为代表的发达国家率先引入综合电力系统这一概念，并积极开展研究、试验和应用到船艇。
2. 综合电力系统概述
综合电力系统的思想基础是降低未来船舶的总成本，优化船舶总体、系统和设备的组成。其设计理念是突出系统化、集成化和模块化。在船舶平台上的具体实现途径是将全船所需的能源以电力的形式集中提供，统一调度、分配和管理。
美国海军提出的综合电力系统主要包括发电、配电、电力变换、电力控制、平台负载、推进电机、能量储存等七个模块。其中，发电模块将其它形式的能量转化为电能，经全船环形电网向各区域配电系统供电；电力控制模块对配电模块实行电能分配和监控；配电模块将电力输送到电力负荷中心，再分配到各用电设备；电力变换模块将一种形式的配电模块转化为另一种形式的配电模块；推进电机模块用于船舶推进；平台负载模块是一个或多个配电模块的用户；能量储存模块用于储存电能，维持整个供电系统的稳定。
采用综合电力系统的船舶与传统船舶比较，具有的主要优势为：
便于采用分段和模块化建造，使用维护费用低，经济性好；噪音低，可提高船舶的安静性和舒适性，提高舰艇的战斗力和生命力；调速性能好，控制方便，倒车简便、迅速，提高船舶的机动性；布置灵活、设计方便、可靠性高，可维修性好、生命力强；便于实现自动化，减少船员；适用性强，可广泛采用各种电子设备和先进的推进技术，对于舰艇而言，可以使用诸如激光武器、电磁炮等高能武器。
3. 综合电力系统的发展现状
近十来年，船舶的电力推进技术已进入应用阶段。目前，不同类型的船舶，如一些科考船、破冰船以及邮轮采用了电力推进系统。推进电机采用直流、交流同步电动机或交流感应电动机。研究报告显示，虽然商船的综合电力推进系统提高了船的建造费用，但其运行和支持费用，及其生命周期里的整个费用却降低了。上世纪九十年代，一些商船业公司，如ALSTOM、ABB、SIEMENS等，已形成了企业内部的商船业电力推进标准。有人统计，八十年代后期建造的1000吨以上的商船中采用柴－电推进的约占25％，到九十年代中期，此类船舶中有35％以上采用电力推进，且该比例正在呈逐年上升的趋势。据统计，到2000年，全世界商船电力推进的装机总容量约为4200MW。
船舶电力系统的组成讲义课件
1. 简介
船舶电力系统是指为船舶提供电力供应的一套设备和系统。它包括发电机、输电系统、配电系统和用电设备等组成部分。本讲义将详细介绍船舶电力系统的各个组成部分及其工作原理。
2. 组成部分
2.1 发电机
发电机是船舶电力系统的核心部件之一，它可以将机械能转换为电能。常见的船舶发电机包括柴油发电机、燃气发电机和涡轮发电机等。发电机的输出电压和频率需要根据船舶的需要进行调整。
2.2 输电系统
输电系统用于将发电机产生的电能传输到各个用电设备。船舶输电系统主要由高压开关设备、高压电缆和变压器等组成。其中，变压器起到调节电压和功率的作用，确保电能的稳定供应。 2.3 配电系统
配电系统用于将输电系统传输过来的电能分配给不同的用电设备。船舶配电系统包括主配电系统和辅助配电系统。主配电系统主要用于供应船舶的主要用电设备，如船载动力设备；而辅助配电系统则用于供应船舶的辅助设备，如照明设备和通信设备等。
2.4 用电设备
用电设备是船舶电力系统的终端设备，用于满足船舶各个部门的不同电力需求。常见的船舶用电设备包括电动机、照明设备、通信设备和导航设备等。
3. 工作原理
船舶电力系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 发电机产生电能：当发电机启动后，通过燃料燃烧或其他方式产生机械能，然后转换为电能。
2. 输电系统传输电能：发电机输出的电能通过输电系统中的高压开关设备和电缆传输到不同的用电设备区域。 3. 变压器调节电压：输电系统中的变压器可以根据需要调节电能的电压，确保供电的稳定性。
4. 配电系统分配电能：变压器将电能传输到配电系统，根据需要将电能分配给不同的用电设备。
5. 用电设备消耗电能：用电设备接收到分配的电能后，将其转换为对应的机械能或其他形式的能量，以满足船舶各个部门的需求。
4. 维护与安全
为了确保船舶电力系统的正常运行和安全性，需要进行定期维护和检查。具体的维护措施包括：
32,500DWT散货船电力系统的设计简介
李熙群
（广东省江门南洋船舶工程有限公司）
摘要：船舶电气设计的核心部分是电力系统的设计，主要包括：电站的负荷计算，发电机台数和容量选择，船舶电制的确定，电力一次单线图的绘制，短路电流的计算以及保护开关的选用等。
关健词：设计 电力系统 32,500DWT散货船
32,500 DWT Bulk Carrier Design in Power Systems
Xi QUN Li
(Jiangmen Nanyang Ship Engineering Co., Ltd. Guangdong province)
Abstract: The main part of electrical design is the design of power system in ship, including: Power load
calculation, select the number of set and rated output of the generators, decide power system for shipping, mapping
the primary power single-circuit, calculated short circuit current and selected protection Switch, etc..
Key words: design power system 32,500 DWT bulk carrier
前言
船舶电力系统是船舶动力和控制的核心部分，随着船舶日趋向大型化、电气化、电子化发展，电力系统担负着给船舶推力、控制、通讯导航等设备提供电源的任务，其电源的质量和选配的数量直接关系到船舶操纵性、节能、排污等方面，所以船舶电力系统的设计是船舶电气详细设计的主要部分，本文以江门南洋船舶工程有限公司建造的3,5000DWT灵便型散货船的电力系统为例，介绍船舶电力系统的设计过程。
... ... 船舶电力推进系统
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第一章
1. 电力推进系统的优缺点
P10
优点：
（1） 机动性能好
（2） 机舱小，布置灵活可增加船舶的载货载客能力
（3） 推进效率高
（4） 节能，有利于环保
（5） 适合于特种船舶的应用
P47
优点：
（1）通过减少燃料消耗和维护费用减少生命周期成本，尤其是在负载变化大的地方
（2）增强了系统对单一故障的抵抗性，使优化原动机负载分配成为可能
（3）中高速柴油机重量轻
（4）占用空间少，甲板空间利用更加灵活
（5）推进器位置布置更加灵活
（6）更好的机动性
（7）更小的推进噪声和震动
缺点：
（1）初始投资增加
（2）原动机和推进器之间有额外的器件，增加了满负荷运行时的损耗
（3）新型设备需要不同的操作，维护策略
2. 不同推进方式船舶操纵性能对比
项目 机械推进 常规电力推进 POD推进
回转直径 120% 100% 75%
零航速回转 180 度所需时间 118% 100% 41%
全速回转 180 度所需时间 145% 100% 42%
全速到停止所需时间 280% 100% 42%
零航速至全速所需时间 210% 100% 90%
第二章
3. 电力推进系统类型
（1）可控硅整流器 +直流电动机。应用：船舶推进所应用的直流推进电机的容量，在 2～
3MW 之间。
优点：
1）启动电流和启动转矩接近零
2）动态响应快
缺点：...
... 1）转矩控制不精准
2）换向器易发生故障
3）谐波污染较大
4）直流电动机结构复杂，成本高，体积大，维护困难，效率低
（2）交流异步电动机 +可调螺距螺旋桨模式。 应用： 这种推进方式只适合于中、 小功率船
舶，或 1000kW 以下的侧推装置，因为微软起动器目前还只有中、小功率的低压产品。
优点
1）几乎没有谐波污染
2）转矩稳定没有脉动
3）设计点运行效率高
缺点：
1）启动电流大
