船舶综合电力推进技术发展思路研究

电力推进系统在船舶中的应用与研究摘要：本文对船舶电力推进系统进行介绍，分析了船舶电力推进系统的原理和特点，并针对船舶电力推进术介绍其发展现状。

关键词：船舶；电力推进；现状前言：电力推进系统已有上百年历史，受到各种因素的制约，发展缓慢。

到20世纪80年代起，供电系统、推进电机及信息技术的迅猛发展，使得电力推进装置打破了长期徘徊局面，电力推进系统得到大力的发展。

近年，在特种船及海工装备领域，我国电推技术的应用日益广泛，所配套的电力推进系统，以ABB、西门子等成套进口为主。

在电推船舶核心装置电力推进系统的研发配套领域，我国相关单位的自主研发刚刚起步，大型船舶的电推进装置，目前仍以成套进口为主。

尤其是在供电系统、配电系统、推进系统方面的集成设施及配套模块相对缺乏，行业标准化也未系统形成。

随着开发研究的逐步完善，电推船舶建造及应用会在未来发生变化，船舶推进及建造模式也将随之发生改变。

一、电力推进原理随着技术进步，提出了发展综合全电力推进系统（IPS）概念，将船舶的电力系统和推进系统组成一个整体，把动力机械能转化为电能，提供给推进设备和船上其它设备使用，使船舶日用供电和推进供电一体化，实现能源的综合利用和统管理习船舶综合全电力推进系统包括：发电、输电、配电、变电、推进、储能、监控和电力管理。

是现行船舶平台的电力和动力两大系统发展的综合：它不是电力推进加自动电站的简单组合，而是从概念到方案、组成、配置、技术等方面均发生重大变化，给未来的船舶带来一场革命电力推进船舶，主要指船舶的主推进系统是由电动机所带动的。

它利用发电机（一般为柴油机发电机组、燃气轮机发电机组或涡轮机发电机组）把其它形式的能量转变成电能，再通过电动机把电能转换成机械能，实现了能量的非机械方式传递。

典型电力推进系统船的系统原理框图如下：G—主发电机；EG—应急发电机；Q—主开关；MSB—主配电板；ESB—应急配电板；M—电动机；T—变压器；VFD-变频器 BT -----侧推 MT----主推进器二、电力推进系统的特点1.电力推进系统的优点（1）可靠性好：由于投入工作原动机可调，因此可保证各发电机组在最佳工作状态。

船舶电气工程中的创新技术研究船舶电气工程是船舶工业中的重要组成部分，其技术的不断创新对于提高船舶的性能、安全性和可靠性具有至关重要的意义。

随着科技的飞速发展，船舶电气工程领域涌现出了一系列创新技术，为船舶行业带来了新的机遇和挑战。

在船舶电力系统方面，智能电网技术的应用成为了一大创新点。

传统的船舶电力系统在电能分配和管理上相对较为简单，而智能电网技术则能够实现对电力的更精确控制和优化。

通过智能传感器和监测设备，实时获取电力系统的运行参数，如电压、电流、功率等，并将这些数据传输到中央控制系统进行分析和处理。

基于大数据和人工智能算法，智能电网能够预测电力需求的变化，提前调整发电机的输出功率，确保电力供应的稳定性。

同时，智能电网还具备故障诊断和自动恢复功能，当电力系统出现故障时，能够迅速定位故障点并采取相应的措施，减少停电时间和损失。

电力推进技术也是船舶电气工程中的一项重要创新。

与传统的机械推进方式相比，电力推进具有诸多优势。

首先，电力推进系统的布局更加灵活，可以根据船舶的设计要求和空间限制进行优化布置，提高船舶的空间利用率。

其次，电力推进能够实现精确的速度和扭矩控制，使船舶的操控性能更加优越。

此外，电力推进系统在降低噪音和振动方面表现出色，提高了船舶的舒适性。

在电力推进技术中，永磁同步电机的应用越来越广泛。

永磁同步电机具有高效率、高功率密度和良好的调速性能，能够有效提高船舶的能源利用效率和航行性能。

船舶电气自动化技术的发展也为船舶的运行和管理带来了巨大的变革。

自动化技术涵盖了船舶的各个系统，包括导航、通信、监控、货物装卸等。

例如，在船舶导航系统中，卫星导航技术与惯性导航技术相结合，能够提供更加精确和可靠的定位信息。

同时，自动舵系统能够根据船舶的航行状态和外界环境自动调整舵角，保持船舶的稳定航向。

在船舶监控方面，基于物联网技术的远程监控系统能够实时监测船舶设备的运行状态，及时发现潜在的故障隐患，并通过远程控制进行维护和管理，大大降低了船舶的维护成本和故障率。

绿色船舶电气推进技术探讨在当今全球对环境保护的高度重视下，各个行业都在积极寻求可持续发展的解决方案，船舶行业也不例外。

绿色船舶电气推进技术作为一种创新且具有巨大潜力的技术，正逐渐成为船舶领域的研究热点和发展方向。

船舶电气推进技术并非是一个全新的概念，但随着科技的不断进步和环保要求的日益严格，其在绿色环保方面的特性愈发凸显。

传统的船舶推进系统通常依赖于内燃机，这种方式不仅能源利用效率相对较低，而且会产生大量的污染物排放。

而电气推进技术则通过将能源转化为电能，再驱动船舶的推进装置，实现了更为高效和清洁的动力传输。

从能源来源的角度来看，绿色船舶电气推进技术为可再生能源的应用提供了广阔的空间。

太阳能、风能、氢能等清洁能源都有可能成为船舶的动力之源。

以太阳能为例，通过在船舶上安装大面积的太阳能电池板，可以将太阳能转化为电能储存起来，为船舶的运行提供部分甚至全部的能源支持。

风能的利用则可以通过安装风力发电装置来实现，尽管其受到天气条件的限制，但在合适的航行条件下，仍能为船舶提供一定的电力补充。

而氢能作为一种高效、清洁的能源，在未来的船舶动力领域也有着巨大的发展潜力。

通过燃料电池技术，氢能可以直接转化为电能，为船舶提供动力，且只产生水作为排放物。

在电气推进系统的核心部件方面，电动机和电力电子控制器的性能至关重要。

先进的电动机技术能够提供更高的效率和更强大的动力输出，同时降低噪音和振动。

电力电子控制器则负责对电能的转换和分配进行精确控制，确保系统的稳定运行和能源的高效利用。

为了提高整个电气推进系统的效率，还需要对能量存储和管理系统进行优化。

高性能的电池组或者超级电容器能够有效地储存电能，并且在需要时快速释放，满足船舶在不同工况下的能量需求。

同时，智能的能量管理系统可以根据船舶的运行状态和能源供应情况，实时调整能源的分配和使用策略，以达到最佳的能源利用效果。

除了能源来源和核心部件，船舶的整体设计和运行策略也对绿色船舶电气推进技术的应用效果产生重要影响。

海洋工程船舶综合电力推进系统关键技术分析摘要：综合电力推进系统在海洋工程船舶中具有广阔的应用前景。

本文重点论述了海洋工程船舶综合电力推进系统的关键技术。

关键词：海洋工程船舶；综合电力推进系统；关键技术船舶电力推进技术的兴起是现代电力电子技术进步的必然结果。

同时，作为船舶主动力系统的电力推进系统，由于其高效率、高可靠性、高自动化及低维护，正成为新世纪大型水面船舶青睐的主推进系统。

一、综合电力推进系统的优势1、更好的综合经济性。

虽然电力推进的初期投资高，但能降低整个综合电力推进系统的维修量和维修费用，实现电能综合管理，减少了综合运行费用和排放污染。

2、更高的可靠性。

综合电力推进系统可通过调节电站运行发电机组的数量，使原动机工作在最佳状态，且使原动机的辅助设备通用且互为冗余。

多台发电机组的配置，供电网络的灵活结构形式和有效保护手段，使综合电力推进系统具有很强的抗故障能力和自愈能力。

3、更舒适的舱室环境。

综合电力推进系统使原动机脱离推进轴系，原动机布置更灵活，并在固定的转速下运行，便于降低机械噪声，可极大地提高航行的舒适度。

4、更大的有效舱容。

综合电力推进系统实现电能综合管理，采取用电负荷的错峰使用，可使原动机装船容量减少约20%～30%。

发电机组可灵活布置，也有利提高船舶的有效舱容。

5、更强的操纵性能。

综合电力推进系统的操纵性、机动性能优于机械式直接推进。

电动机的加减速、反转的控制相对原动机更快捷、响应时间更短，能方便地实现全速和紧急倒车；全速转向的回转半径小于2.5倍船长（机械式直接推进需4～5倍船长）。

同时，综合电力推进系统可实现无级调速。

二、综合电力系统关键技术1、中性点接地技术。

海洋工程船舶中高压供电网络的中性点接地处理方式选择是一个涉及电力系统多方面的综合性问题，综合来看，中高压电力系统区别于传统低压电力系统首要的是绝缘问题。

当前，船用中高压电力系统电压等级常用的有3.3kV、6.3kV，11kV，有的甚至已达到15kV，当发生单相接地故障时，接地电流在故障点形成的电弧不能自行熄灭，同时，间歇电弧产生的过电压能进一步扩大故障。

新型舰船综合电力系统的运行分析及发展1. 引言- 介绍新型舰船综合电力系统的定义、特点和应用价值；- 简述本文的写作背景和原因；- 概述本文的结构和主要内容。

2. 新型舰船综合电力系统的构成和运行原理- 介绍新型舰船综合电力系统的能量流动和控制特点；- 描述电源模块、输电模块、配电模块、用电模块等组成部分的功能和相互关系；- 阐述综合电力系统的智能控制技术和电力管理策略。

3. 新型舰船综合电力系统的分析与优化- 分析综合电力系统的运行特性、工作负载和性能指标；- 探讨综合电力系统的优化技术和改进措施，如增加储能设备、提高能量利用率、优化控制策略等；- 评估实施优化措施后综合电力系统的性能和经济效益。

4. 新型舰船综合电力系统的应用实践- 介绍新型舰船综合电力系统的应用情况和效果；- 分析实际工作负载对综合电力系统的影响；- 描述实践中遇到的问题和解决方案；- 展望新型舰船综合电力系统在未来的应用前景。

5. 结论和展望- 总结本文的主要内容和结论；- 分析新型舰船综合电力系统运行的不足之处；- 展望未来综合电力系统的发展方向和前景；- 提出未来继续改进新型舰船综合电力系统的建议和措施。

第一章：引言随着现代舰船的不断发展，电子设备和武器系统变得越来越复杂，同时对能源需求也越来越高。

传统的船舶电力系统往往需要单独配置不同的电源和电网，而且维护和管理成本也较高。

因此，为适应现代军事和民用航行的需要，新型舰船综合电力系统应运而生。

新型舰船综合电力系统是一种将多个电源和负载有机结合起来的复合型电力系统，号称“无瓶颈、无限制、高效能、多功能的先进电力船载系统”。

本文特别针对新型舰船综合电力系统进行运行分析和发展探讨，旨在探究其优越性和在未来的发展前景。

本文的结构如下：第二章，介绍新型舰船综合电力系统的构成和运行原理；第三章，分析新型舰船综合电力系统的优化方法；第四章，阐述新型舰船综合电力系统的应用实践；第五章，总结本文的主要内容和展望新型舰船综合电力系统的未来发展方向。

船舶电力推进系统的技术创新在现代船舶工业中，船舶电力推进系统作为一项关键技术，正经历着日新月异的创新与变革。

这一技术的发展不仅提升了船舶的性能和效率，还为航运业带来了诸多新的机遇和挑战。

船舶电力推进系统，简单来说，就是将船舶的动力来源从传统的机械传动转变为电力驱动。

其核心组成部分包括发电装置、电力变换装置、推进电机以及控制与监测系统等。

这种系统的优势在于能够实现更加灵活的动力分配、精确的速度控制以及更低的噪音和振动水平。

过去，船舶电力推进系统在一些特殊用途的船舶上应用较为广泛，如破冰船、海洋工程船等。

然而，随着技术的不断进步，其应用范围正在逐渐扩大，包括商船、客船甚至军舰。

在技术创新方面，首先值得一提的是发电装置的改进。

传统的船舶发电通常依赖于内燃机，如柴油机。

如今，随着新能源技术的发展，燃料电池、太阳能电池板以及风能发电装置等逐渐崭露头角。

燃料电池具有高效、清洁的特点，能够为船舶提供稳定的电力来源。

太阳能电池板和风能发电装置则能够在特定条件下补充能源，进一步提高船舶的能源利用效率，减少对传统燃油的依赖，降低对环境的影响。

电力变换装置的性能提升也是一个重要的创新点。

高效的电力变换装置能够将发电装置产生的电能进行精确的调节和转换，以满足推进电机的不同需求。

同时，新型的电力变换装置还具备更好的电能质量控制能力，减少谐波和电压波动，提高整个电力系统的稳定性和可靠性。

推进电机的技术发展同样令人瞩目。

永磁同步电机由于其高效率、高功率密度和良好的调速性能，逐渐成为船舶电力推进系统中的主流选择。

与传统的异步电机相比，永磁同步电机能够在更小的体积和重量下输出更大的功率，从而为船舶节省宝贵的空间和重量。

此外，超导电机的研究也在不断推进。

虽然目前超导电机在实际应用中还面临一些技术和成本的挑战，但一旦取得突破，将为船舶电力推进带来革命性的变化。

控制与监测系统的智能化是船舶电力推进系统技术创新的另一个重要方向。

通过先进的传感器和数据分析技术，控制与监测系统能够实时获取船舶的运行状态、电力系统的参数以及外界环境信息，并据此进行智能决策和优化控制。

船舶综合电力推进技术研究及展望关键词：船舶；综合电力；推进技术；展望引言当前是一个科技创新时代，我国船舶制造生产行业建设发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。

在全球范围内，一些发达国家早已将综合电力推进系统应用在舰船中进行服役，而电力推进也从小范围应用发展到众多商业船舶应用领域。

针对于此，我国船舶生产制造商必须加强对该项技术的创新研究应用工作，促使能够结合不同类型船舶的动力运行要求，优化设计出电力推进系统，充分发挥出它们的价值作用，全面提升船舶在运行中的机动性与安全可靠性。

1船舶电力推进系统的技术特点船舶电力推进通常包括直流推进和交流推进两大类。

目前世界上有3种主流的电力推进系统，分别是轴系推进系统、全方位推进系统与吊舱推进系统。

（1）在轴系推进系统中，通常由变速电机驱动螺旋桨，而变速电机与螺旋桨轴之间可采用直接连接方式或通过齿轮装置将电机与螺旋桨轴相连。

（2）全方位推进系统则可实现自由转动，并能产生任何方向的推力，其推力可以通过定速可调螺距螺旋桨或变速定距桨进行控制。

全方位推进系统内部的电机通常包括两类：卧式电机+Z型齿轮传动、立式电动机+L型齿轮传动。

而全方位推进系统通常无法反向转动以产生推力。

（3）吊舱式推进系统可以自由转动并产生任何方向的推力。

该推进系统将电机与螺旋桨集成在一个封闭的吊舱装置中，定距螺旋桨直接配装于电机轴上。

吊舱推进系统的传动效率高于全方位推进系统的传动效率，且其机械结构相对简单。

吊舱式推进系统既能采用推式吊舱，又能采用拉式吊舱。

2船舶综合电力推进技术研究2.1舵桨推进采用变频推进电机，实现动力高效传输电力推进渡船的舵桨与推进电机经过花键直连，取代了常规推进柴油机与舵桨之间过长的传动轴，节省了很大空间，减小传动轴的振动。

变频推进电动机的控制采用闭环变频调速方法。

变频调速操作是根据渡船控制台手柄指令给定值的变化，即舵桨转速的变化，改变变频器输出的频率，并配合调整电压以获得合理的电动机运行条件。

海洋工程船舶综合电力推进系统关键技术解析摘要：改革开发以来，在社会快速发展的影响下，带动了科技的进步。

现阶段，随着现代技术的高速发展，以综合电力推进技术为代表的海洋工程船舶已逐步成为当今高技术船舶动力系统发展的主流趋势。

由此带来更多的是中高压电力系统和区域直流配电系统在海洋工程船舶上的广泛应用。

根据相关IEC标准和各船级社规范以及其它相关理论，针对海洋工程船舶复杂的环形供电网络的区域直流配电技术、中性点接地技术、保护技术、谐波抑制等关键技术进行相关分析与研究，提出相关设计方法和理念，为后续综合电力推进系统的设计提供参考。

关键词：海洋工程船；综合电力推进系统引言洋工程船历来是船舶工业中技术含量高、难度大的船型同时由于其附加值极高又反映造船实力而受到各方面关注。

随着世界经济的发展、海洋事业的开发海洋工程船的需求日渐高涨。

进入21世纪以来在蓬勃发展的国际、国内船舶市场中海洋工程船的开发同样十分引人注目。

1综合电力推进系统简介本文以某大型起重铺管船综合电力推进系统为例，其系统图如图1所示。

对于目标船来说，该系统包括6680kW中压柴油发电机组6台，采用冗余设计、环形供电网络，并具有DP3动力定位能力，该船除了配置大功率主推进负载外，还包含各种其它大功率负载，如定位锚绞车、大功率起重铺管设备、伸缩式推进、艏侧推等，其非线性负载占整个负载的比例在80%以上，该系统为了避免低压系统所带来的大电流困扰，采用6.6kV中压电制，使系统额定电流降低，减少电缆数目；另外，由于铺管、起重和定位绞车等设备变频驱动设备较多，其多台大功率变频电机集中分布，考虑到工程船舶空间有限、降低总体成本、提高冗余度等因素，采用区域直流配电系统。

图1某大型起重铺管船综合电力推进系统简图2综合电力系统关键技术2.1提高可靠性根据船舶推进的实际情况，推进电动机的可靠性应放在第一位，其次是先进性、可维性、现实性、经济性和通用性。

因此推进电动机设计时应充分考虑“六性”，是必须明确的设计思想。

船舶电气工程中的技术创新与发展研究在当今全球化的时代，海洋运输在国际贸易中占据着举足轻重的地位。

船舶作为海洋运输的主要工具，其性能和安全性直接关系到运输的效率和人员的生命财产安全。

船舶电气工程作为船舶技术的重要组成部分，近年来经历了显著的技术创新和发展，为船舶的高效运行和智能化控制提供了有力支持。

船舶电气工程涵盖了船舶电力系统、自动化控制系统、通信导航系统等多个方面。

其中，船舶电力系统是船舶的动力之源，为船舶的各种设备和系统提供稳定可靠的电力供应。

随着船舶的大型化和功能的多样化，对电力系统的容量、稳定性和可靠性提出了更高的要求。

传统的船舶电力系统采用交流供电方式，但随着电力电子技术的发展，直流供电系统逐渐崭露头角。

直流供电系统具有能量转换效率高、输电损耗小、系统控制灵活等优点，能够更好地满足船舶日益增长的电力需求。

在船舶自动化控制系统方面，技术创新使得船舶的运行更加智能化和自动化。

自动化控制系统能够实现对船舶主机、辅机、电站等设备的自动监测、控制和调节，提高了船舶的运行效率和可靠性。

例如，智能调速系统能够根据船舶的负载和航行状态自动调整主机转速，实现燃油的高效利用；自动化电站管理系统能够自动完成发电机的并车、解列和功率分配，确保电力系统的稳定运行。

此外，基于传感器技术和数据分析的故障诊断系统能够实时监测设备的运行状态，及时发现并诊断故障，为维修保养提供准确的依据，降低了设备故障对船舶运行的影响。

通信导航系统是船舶与外界保持联系和确定自身位置的关键。

随着卫星通信技术和导航技术的不断发展，船舶通信导航系统的性能得到了极大提升。

卫星通信系统能够为船舶提供全球范围内的语音、数据和图像通信服务，使船舶能够及时获取气象、海况等信息，保障航行安全。

全球定位系统（GPS）、北斗卫星导航系统等高精度导航系统的应用，使得船舶的定位精度大幅提高，为船舶的航线规划和航行控制提供了准确的位置信息。

同时，电子海图显示与信息系统（ECDIS）将航海图、导航信息和船舶动态等数据集成在一个显示屏上，为船员提供了直观、全面的导航支持，大大提高了航行的安全性和准确性。

第32卷第4期2010年4月舰　船　科　学　技　术SH I P SC I E NCE AND TECHNOLOGY Vol .32,No .4Ap r .,2010舰船综合电力推进技术的现状和发展趋势芮　江,由大伟(中国船舶重工集团公司第七一二研究所,湖北武汉430064)摘　要:　阐述了舰船综合电力推进技术的内涵和特点,分析了英、美两国海军为典型代表的世界海军综合电力推进技术发展现状,以及支撑现阶段及未来电力推进舰船发展的关键技术,并对综合电力推进技术的发展趋势进行了描述。

关键词:　舰船;综合电力推进;全电力舰中图分类号:　U664.14 文献标识码:　A文章编号:　1672-7649(2010)04-0003-04　DO I:1013404/j 1issn 11672-7649120101041001Survey and prev i ew on warsh i p i n tegra ted electr i c propulsi onRU I J iang,Y OU Da 2wei(The 712Research I nstitute of CSI C,W uhan 430064,China )Abstract:　This paper analyzes the meanings and characteristics of warshi p integrated electric p r opulsi on,and the devel opment and app licati ons of integrated electric p r opulsi on technol ogy of world navy es pecially Royal Navy and US Navy,and then describes the key technol ogies and devel opment tendency of warshi p integrated electric p r opulsi on .Key words:　warshi p;integrated electric p r opulsi on;AES收稿日期:2010-01-28作者简介:芮江(1956-),男,工程硕士,研究员,研究方向为舰船电力推进。