船舶综合电力推进技术发展思路研究_汤建华

船舶供电网络及配电系统结构概述聂冬【摘要】本文分析了船舶供电网络的具体分类,探究了船舶配电系统结构,并阐述了这五种基本接线方式的结构和特点,直观的展现出了船舶电网的具体设计情况.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2015(035)004【总页数】3页(P72-73,77)【关键词】船舶;供电;配电系统【作者】聂冬【作者单位】海军装备部驻武汉地区军事代表局武汉 430068【正文语种】中文【中图分类】TM720 引言随着我国船舶行业的飞速发展，对船舶的功、性能要求日趋严格和全面，而船舶电站作为船舶动力心脏，其技术水平和运行的可靠性对于全船的安全可靠性和航行的经济性更是有着至关重要的关系。

船舶电网的合理设计直接关系到电力系统供电的可靠性，因此电网的重要性并不亚于电站。

没有优良的电网相配合，电站的性能再好也不能发挥作用。

船舶设计实践表明，选择合适的供电方式和配电方式，对提高船舶电力系统的设计质量具有重要意义。

当前，船舶供电方式日趋多样化，船舶配电系统结构也随之更加精细和复杂，通过对船舶采用的主流供电方式和配电系统结构进行分析，有助于选择合适的供电方式和配电方式，提高船舶电力系统的设计质量。

1 船舶供电网络分类可以按照电源装置的区别，有效的把船舶供电网络分为以下几类：主电网、应急电网、临时应急电网以及弱电电网。

1.1 主电网所谓的主电网，具体来讲就是指那些通过主发电机利用主配电板供电的网络。

在这个系统中，船舶上面的用电设备能够通过主配电板供电，或者是通过主配电板供电到达分配电箱之后进行供电。

综上所述，主电网一定要对以下的几个动力、照明及通信导航等设备进行直接供电：1）舵机一定有两路独立馈电线供电（比方说分左右舷敷设），如果船舶自身具备应急发电站，里面的一路能够通过应急配电板来获得供电。

2）锚机以及起锚绞盘机等相关设备。

3）消防泵的电源以及线路的分配需要能够保证在船舶的任何一个地方发生火灾时，能够保证有一部分可以正常运转。

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。

船舶推进效率优化的技术与方法在广袤的海洋上，船舶作为重要的运输工具，其推进效率的高低直接关系到运营成本、航行速度和能源消耗等关键指标。

优化船舶推进效率不仅能够降低能源消耗、减少环境污染，还能提高船舶的经济效益和竞争力。

因此，研究船舶推进效率优化的技术与方法具有重要的现实意义。

船舶推进系统是一个复杂的综合体系，涉及到船舶的线型设计、主机性能、螺旋桨设计以及船舶的运营管理等多个方面。

下面我们将从这些方面逐一探讨船舶推进效率优化的技术与方法。

一、船舶线型优化船舶的线型设计对其在水中的阻力特性有着至关重要的影响。

良好的线型设计可以有效减少船舶在航行过程中的阻力，从而提高推进效率。

在船舶线型优化中，首先要考虑的是船体的主尺度比，如船长、船宽、吃水等的比例关系。

较长的船长和较瘦的船型通常有利于减小兴波阻力；适当增加船宽可以提高船舶的稳性，但也可能会增加摩擦阻力。

因此，需要在稳定性和阻力性能之间找到一个平衡点。

此外，船体的首部和尾部形状也对阻力有着显著影响。

流线型的首部可以减少兴波阻力，而优化后的尾部形状能够改善尾流场，减少粘压阻力。

例如，采用球鼻艏可以在一定条件下抵消兴波阻力，提高船舶的航行效率。

现代船舶线型设计通常借助计算机流体动力学（CFD）软件进行模拟分析。

通过建立船舶的三维模型，模拟船舶在不同速度、吃水和海况下的水流情况，从而评估不同线型方案的阻力性能，并进行优化。

二、主机性能优化船舶的主机是推进系统的动力源，其性能的优劣直接影响到推进效率。

对于内燃机主机，如柴油机，优化燃烧过程是提高性能的关键。

通过改进喷油系统、优化进气和排气系统，以及采用先进的涡轮增压技术，可以提高燃烧效率，增加功率输出，同时降低燃油消耗和排放。

燃气轮机作为一种高效的主机类型，具有功率大、启动快等优点。

对于燃气轮机，提高压气机和涡轮的效率，优化燃气的燃烧过程，可以进一步提升其性能。

此外，主机的选型也非常重要。

需要根据船舶的航行需求、运营特点和燃料供应等因素，选择合适类型和功率的主机。

船舶电力推进系统船舶电力推进系统是现代船舶设计中的重要部分，它的作用是为船舶提供高效、可靠的动力，以满足船舶的各种需求。

本文将详细介绍船舶电力推进系统的构成、特点、应用场景及其发展趋势。

一、系统构成船舶电力推进系统主要由发电机、变压器、配电板、变频器、推进器等组成。

其中，发电机负责将机械能转化为电能，变压器则将发电机输出的电压和电流进行调节，配电板负责对电能进行分配和控制，变频器则将电源频率转换为推进器所需的频率，推进器则最终将电能转化为机械能，推动船舶前行。

二、系统特点船舶电力推进系统具有以下优点：1、能量利用率高：电力推进系统中的电动机能量转换效率高达90%以上，相比传统燃油发动机，能量利用率更高。

2、航行平稳：由于电力推进系统可以通过调节电动机的转速和转向来控制推进器，因此可以实现船舶的平稳航行，减少震动和噪音。

3、维护方便：电力推进系统的机械部件相对较少，因此维护相对简单，寿命也更长。

4、环保：由于电力推进系统使用的燃料是电力，因此不会产生废气和噪音，对环境更加友好。

三、应用场景电力推进系统在船舶中的应用非常广泛，尤其是在大型船舶、高速船和军舰中，电力推进系统的优势更加明显。

例如，在大型油轮中，电力推进系统可以更好地满足油轮的平稳航行和货物运输需求；在高速船中，电力推进系统可以实现更高的航速和更好的舒适性；在军舰中，电力推进系统可以提高舰船的隐蔽性和作战能力。

四、发展趋势随着科技的不断进步，船舶电力推进系统也在不断发展。

未来，电力推进系统将更加智能化、高效化和环保化。

具体来说，以下是一些发展趋势：1、智能控制：未来的电力推进系统将更加智能化，可以通过传感器和人工智能技术实现自动化控制和优化，提高系统的效率和可靠性。

2、高效能源：未来的电力推进系统将更加注重能源的高效利用，例如采用更高效的发电机和电动机，以及更先进的能量储存技术，以提高系统的能量利用率。

3、环保技术：未来的电力推进系统将更加注重环保，例如采用更环保的燃料电池或太阳能等可再生能源技术，以减少对环境的影响。

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。

基于电力推进船舶的动力装置特性思考【摘要】本文主要探讨基于电力推进船舶的动力装置特性。

首先介绍了电力推进技术的发展现状，随后分析了电力推进船舶的特点和动力装置的工作原理。

接着对动力装置的性能进行了深入分析，并探讨了其优势和局限性。

对电力推进船舶的未来发展趋势和电力推进技术的应用前景进行了展望。

本文旨在全面了解电力推进船舶动力装置的特性，为相关领域的研究和应用提供参考。

【关键词】电力推进船舶、动力装置、技术发展、工作原理、性能分析、优势、局限性、未来发展、应用前景1. 引言1.1 研究背景电力推进船舶的动力装置是近年来船舶领域的一个重要研究方向。

随着航运业的发展和环保意识的增强，越来越多的船舶开始采用电力推进技术，以减少对环境的影响并提高船舶运行效率。

电力推进船舶的动力装置特性是研究这一领域的关键点之一，通过深入探讨动力装置的工作原理、性能分析、优势和局限性，可以更好地理解电力推进船舶的运行机制和发展趋势。

在过去，船舶主要依靠内燃机或蒸汽机等传统动力装置进行推进，然而这些装置存在着噪音大、污染环境和能效低等问题。

相比之下，电力推进船舶采用电力作为主要动力源，能够有效减少废气排放，提高船舶的节能环保性能。

电力推进船舶的动力装置还具有快速启动、精准控制和低维护成本等特点，使其在船舶领域得到越来越广泛的应用。

深入研究电力推进船舶的动力装置特性对于推动船舶动力装置技术的创新和发展具有重要意义。

通过探讨电力推进船舶的未来发展趋势和应用前景，可以进一步推动电力推进技术在船舶领域的应用，为船舶行业的可持续发展做出贡献。

2. 正文2.1 电力推进技术的发展电力推进技术是以电动机为动力源，通过电力传动系统驱动船舶前进的一种船舶动力推进方式。

随着能源和环境问题越来越受到重视，电力推进技术逐渐成为航运行业的研究热点。

在过去的几十年中，电力推进技术取得了长足的发展，主要体现在以下几个方面：电力推进技术的电动机和电力传动系统不断升级和改进，提高了整个系统的效率和可靠性。

新能源船舶关键技术及发展趋势摘要：航运业在全球贸易中扮演着不可或缺的角色，传统燃油动力船舶的排放和资源消耗问题亟待解决。

随着全球环境保护意识的提高，新能源船舶技术的崛起提供了一种解决方案。

这些新技术利用清洁能源，提高能源利用效率，旨在实现更环保和可持续的航行。

新能源船舶的出现为航运业注入了创新的活力，推动着行业向更可持续、更环保的未来迈进。

这一趋势有助于减少船舶排放对环境的影响，也为航运业的长期发展和全球贸易提供了更可持续的选择。

关键词：新能源船舶；关键技术；发展趋势引言新能源船舶未来的应用场景倾向于环境测量、海洋资源探测等，为了实现这一目的，未来将会发展更为先进的无人新能源船舶。

随着全球对环境保护的重视和能源紧缺的压力，船舶行业也在积极探索和推广新能源动力系统。

船舶新能源动力系统是指采用可再生能源、替代燃料和电池等绿色动力，为航运事业实现低碳排放、零污染、低噪声的社会效益，对节能减排、降低污染、提高竞争力等方面都具有重要意义。

从目前来看，船舶新能源动力研发工作中占据前列地位的仍旧是美国、日本等发达国家，因此我国应加大船舶新能源动力系统的研究力度，争取将更先进的资金和技术重心转移到我国。

1船舶动力系统分类1.1传统船舶动力系统船舶动力系统主要由船舶主机、传动系统和推进系统所构成，在全船设备总成本中占比约30%以上，占整体造价的20%以上，是船舶中最重要的设备。

目前各类船舶动力系统主要有以下几种：1）蒸汽往复机动力系统。

这是最早使用在船舶上的一种动力装置，从1770年起，苏格兰、法国和美国的发明家就在船上试验蒸汽机，后逐渐被蒸汽轮机推进系统所取代，今已不见。

2）蒸汽轮机动力系统。

蒸汽轮机是一种以蒸汽为动力，带动涡轮旋转，将热能转化为机械能的装置，具有机动性、操纵性和简化性的特点，后逐渐被内燃机推进系统取代。

3）内燃机动力系统。

内燃机是一种将燃料在机器内部燃烧，将化学能转化为机械能的装置，目前应用最广泛的是柴油机推进系统，在各类船舶上有较为优越的应用成效，是当前最主要的船舶动力。

船舶电力推进系统的现状与未来内容提要• 引言• 历史——回顾船舶电力推进的发展• 现状——船舶电力推进的主要形式• 未来——全电船的提出与发展• 新能源船舶与我们的研究工作• 结束语1. 引言• 发展背景• 问题与挑战研究背景自世界上第一艘以蒸汽机为动力的船舶问世以来，以热机(比如:柴油机、汽轮机以及燃汽轮机等)为动力直接驱动螺旋桨的机械推进系统成为目前船舶推进的主要方式，在船舶动力装置中占据了主导地位。

问题与挑战(1)船舶内燃机机械推进系统仍存在噪音大、调速范围小和灵活性差等问题难以解决。

与机械推进系统相比，采用电动机直接驱动螺旋桨的船舶电力推进系统则具有调速范围广、驱动力矩大、易于正反转、体积小布局灵活、安装方便、便于维修、振动和噪音小等优点。

(2)特别是近年来，随着电力电子器件、变流技术、传动控制系统以及新能源和新材料等高新技术的飞速发展，船舶电力推进系统正在经历着巨大变革。

而船舶电力推进系统作为大功率电力传动控制系统的重要应用领域之一，却由于其专业的特殊性未得到应有的关注和重视，致使国内在这方面的研究与国外先进水平的差距更加明显。

(3)随着全球石油资源的耗尽，内燃机将逐步退出历史舞台，人们必须在石油没有用完的约60年时间内找到新的能源及其动力装置。

这是人类在进入21世纪所面临的巨大问题和挑战之一，因此，人们一直在努力寻找能源利用效率高、不污染环境并可以再生的新能源及其利用方式。

本文试图从系统结构、变流模式、控制方法和电力电子器件的应用等方面综述船舶电力推进系统的历史、现状与发展，并在此基础上，根据作者多次参加国际合作和交流的体会，提出了船舶电力推进系统未来发展中值得重视的一些问题，以便同行研究借鉴，并希望有更多的学者关注和投身到电力电子与传动控制这一新的研究领域中来。

2. 历史——回顾船舶电力推进的发展• 船舶电力推进的历史可以追溯到1860年，世界上第一艘以蓄电池为动力，电动机直接驱动的电力推进潜水艇投入使用。

船舶推进装置的效率提升技术在当今的航运领域，船舶推进装置的效率提升是一个至关重要的课题。

随着全球贸易的不断发展和对环境保护的日益重视，提高船舶推进装置的效率不仅能够降低运营成本，还能减少能源消耗和污染物排放，具有重要的经济和环境意义。

船舶推进装置的类型多种多样，常见的包括内燃机驱动的螺旋桨推进、电力推进以及混合动力推进等。

每种推进装置都有其特点和适用范围，但无论哪种类型，都存在着效率提升的空间。

首先，优化螺旋桨设计是提高船舶推进效率的关键之一。

螺旋桨的形状、尺寸、叶片数量和角度等参数都会对其性能产生影响。

通过先进的流体动力学计算和模型试验，可以设计出更加符合水流特性的螺旋桨，减少空泡和涡流的产生，从而提高推进效率。

此外，采用可调螺距螺旋桨可以根据船舶的不同运行工况灵活调整螺距，使螺旋桨在各种负载条件下都能保持较高的效率。

其次，改进内燃机的燃烧过程也是提升船舶推进装置效率的重要途径。

内燃机是船舶中常见的动力源，提高其燃烧效率可以降低燃油消耗。

采用高压共轨燃油喷射技术、涡轮增压和中冷技术等，能够使燃油更加充分地燃烧，释放出更多的能量。

同时，对内燃机进行精细化的控制和管理，根据船舶的负载和航行条件实时调整发动机的运行参数，也能有效地提高能源利用效率。

在电力推进系统中，提高发电机和电动机的效率同样不容忽视。

选用高效的发电机和电动机，并采用先进的变频调速技术，可以实现更加精确的功率控制，减少能量损失。

此外，优化电力传输线路和减少电气设备的损耗，也有助于提高整个电力推进系统的效率。

除了硬件方面的改进，船舶的运行管理和维护也对推进装置的效率有着重要影响。

合理规划航线，充分利用海流和风向，可以减少船舶的阻力，降低推进功率需求。

定期对推进装置进行维护保养，确保设备处于良好的运行状态，及时发现和解决潜在的故障和问题，能够避免因设备故障而导致的效率下降。

另外，新材料的应用也为船舶推进装置的效率提升带来了新的机遇。

例如，使用高强度、低重量的复合材料制造螺旋桨，可以减轻重量，降低旋转时的惯性阻力。

船舶综合电力系统重构技术现状及展望发布时间：2023-03-27T07:03:17.760Z 来源：《中国科技信息》2023年第1月1期作者：张阔学[导读] 随着电力电子技术的不断革新和船舶综合电力系统（integrated powersystems,IPS）概念的提出，船舶综合电力系统得到了快速发展，系统容量不断增加，电网拓扑结构更加复杂，为船舶在推进、通信、探测、战斗和日常生活等方面提供了重要保障。

张阔学江南造船（集团）有限责任公司摘要：随着电力电子技术的不断革新和船舶综合电力系统（integrated powersystems,IPS）概念的提出，船舶综合电力系统得到了快速发展，系统容量不断增加，电网拓扑结构更加复杂，为船舶在推进、通信、探测、战斗和日常生活等方面提供了重要保障。

欧美等国自提出船舶综合电力系统概念后，开展了相关研究，并取得了一定的进展。

美国自1986年提出“海上革命”计划后，就开始积极发展船舶综合电力系统，并于2017年将其装备到了正式服役的“福特”级航空母舰（以下简称“航母”）上；英国于1994年开始研究船舶综合电力系统，并装载到了“伊丽莎白女王”号航母上；我国在该系统的研究方面落后于西方，但在相关领域也取得了一定的成就。

关键词：综合电力系统；电力系统重构；分层分布式控制；混杂系统引言新型的电网系统使用物联网架构对电力系统进行架构部署中，构建稳定高效的电网数据流是其关键问题。

电网数据流基于数据采集、数据压缩、数据传输、数据挖掘、数据可视化技术，可以对电力能源进行合理的调配和高效的管理，对系统的稳定运行起到了至关重要的影响。

为解决电网中海量数据的高效低成本传输问题，论文研究了一种基于压缩采样匹配追踪技术(Compressedsamplingmatchingpursuit，CoSaMP)的低成本高效电力数据传输方法，先将电网原始数据进行随机采样压缩，再对压缩后的数据进行传输，最后，通过数据重构算法对周期内的数据进行信号重构，对重构信号进行数据分析处理，从而实现了海量数据的高效传输。

科技成果——船舶综合电力推进系统技术开发单位中国船舶重工集团公司第七一二研究所技术简介船舶综合电力推进系统是近年来在船舶行业兴起的一种新的推进技术，具有节能降耗、低噪音振动、提升舱室有效空间、操作灵活方便等诸多优点，在工程、游船、海洋工程船、现代渔船等多种船型上非常适用，目前正在被越来越多的国内外船东接受并实际应用。

其系统包括了柴油发电机组、变压器、变频器、推进电动机等核心设备，之前只有国外少数几家企业具备其技术开发和产品供货能力。

技术开发单位是目前国内唯一具备船舶电力推进系统集成和自主核心设备供货的单位，形成了具有完全自主知识产权的电力推进系统及变频器、推进电机、功率管理系统等核心设备系列化产品研制生产能力，并建立了产业化生产基地，是国内唯一通过CCS系列化产品型式认可的产品；同时还具备20MW以下核心设备的定制供货能力。

主要技术指标低压690V/中压3300V，20MW及以下各类船舶电力推进系统集成能力，包括DFE、AFE、直流、混合等多种模式；低压690V、功率3MW以下，中压3300V、功率10MW以下船用变频器系列化产品；低压690V、功率3MW以下，中压3300V、功率10MW以下高、低速船用推进电动机系列化产品。

技术特点具有为船舶提供电力推进系统提供完整解决方案的能力；船用水冷变频器具有效率高、模块化、调速能力强等优点；推进电机具有功率因数高、效率高等优点；功率管理系统具有良好的人机互动、系统兼容型强等优点。

技术水平国际先进适用范围挖泥船、游船、豪华邮轮、海洋工程船、科考船、渔船等多种电力推进船舶；海洋工程平台、生活平台等各类海工平台变频驱动领域。

专利状态授权专利10余项。

技术状态批量生产、成熟应用阶段合作方式市场合作：与有行业资源或资金实力的相关单位开展市场合作，拓展自主知识产权电力推进系统的市场，为用户提供性价比高的电力推进系统及核心设备。

预期效益在船舶电力推进领域，目前国内越来越多船东接受和使用电力推进系统，电力推进系统属于典型的高技术含量装备，一般一船套系统价值都在千万元人民币左右，年产值可达数亿元，毛利润率在30%以上。

舰船综合电力系统关键技术及国内发展现状浅析摘要：本文先介绍了舰船电力系统的组成、功能及应用优势，然后重点研究总结了舰船综合电力系统的关键技术，并调研分析了国内关键技术方面的研究现状及阶段性成果，对舰船综合电力系统的发展方、面临机遇和挑战进行了探讨和研究。

关键词：舰船综合电力系统；关键技术；国内发展0 引言舰船综合电力系统始于20世纪90年代中期，它融合了舰船电力和动力两大系统，通过电力网络为推进系统、高能武器系统、通信、导航与探测系统和日用设备等提供电能，实现全舰能源统一供应、分配、使用和管理，是全电化舰船的标志。

20世纪90年代末至本世纪初，美英等国陆续完成陆上系统演示验证并开始进行工程应用。

舰船综合电力推进系统可划分为第一、二代。

电制方面，一代技术是基于中压交流系统，二代技术是基于中压直流系统；推进系统发面，一代技术采用基于IGBT/IGCT的推进变频器驱动先进感应电机，二代技术采用基于高度集成组件或碳化硅的推进变频器驱动永磁或高温超导电机；储能系统方面，一代技术没有应用储能，二代技术采用超级电容、集成式惯性储能或复合储能；能量管理系统方面，一代技术采用基本型，二代技术采用智能型【1】。

我国舰船综合电力系统采用的就是第二代综合电力系统——中压直流综合电力系统，近年来理论科研和装备研制方面都取得了跨时代的进步，本文对国内舰船综合电力系统发展近况进行分析总结。

1 舰船综合电力系统简介1.1组成及功能舰船综合电力推进系统包含电能产生、分配、管理、功率变换、电力推进系统和舰载用电设备等环节，各部分组成见图1【2】：图1 舰船综合电力系统结构图由发电机产生的电力通过电缆送到一个配电装置，该配电装置将电力分为两个配电系统：一个用于舰船推进，一个用于其它用电负荷。

配电装置可以时刻改变两个系统间的功率分配以满足舰船变化的负荷需求。

舰船推进系统用电通过电动机驱动装置，能够转换为推进电动机所需的电压和频率，从而使得推进电动机以合适的转速带动推进器，推进舰船在水中航行。

军船电力推进技术研发概况
郭国才
【期刊名称】《《舰船科学技术》》
【年(卷),期】2003(025)001
【摘要】近十来年 ,船舶的电力推进技术已逐渐步入应用阶段。

目前 ,大约有百来艘不同类型的船舶使用了电力推进系统。

推进电动机可能是直流、交流同步电动机或交流感应电动机。

自 2 0世纪 80年代以来 ,用于电动机速度控制的功率电子驱动的出现已经愈来愈受到人们的关注 ,尤其是它在科考船、破冰船以及邮轮上的应用。

研究报告认为 ,虽然商船的综合电力推进系统提高了船的建造费用 ,但是 ,却降低了运行和支持费用以及其生命周期里的整个费用 ,其投资费用估计会在 2～ 7年左右的时间内收回。

【总页数】3页(P16-18)
【作者】郭国才
【作者单位】中国船舶重工集团公司第七一二研究所武汉 430064
【正文语种】中文
【中图分类】U66
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2.军船和民船推进装置异同点分析 [J], 朱长江;袁建雄
3.微专业发展概况及其在电力推进舰船机电岗位培训中的应用 [J], 于飞;向东
4.深海集成电力推进器的发展概况 [J], 白冰;张忍;刘兵
5.英国海军船舶推进燃气轮机的使用经验 [J], 思娟
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我国舰船综合电力推进系统行业发展的六大关键技术分析从分系统和系统集成角度来看，舰船综合电力推进系统存在六大关键技术问题：综合电力推进系统发展的关键技术问题资料来源：CNKI ——高功率密度发电模块化技术未来舰船发电分系统以大容量和高功率密度为主要特点，为满足未来的工程应用要求，主要需要解决中高压多相交流发电机整流集成发电技术、交直流电力集成多绕组发电机发电技术以及高功率密度和高品质舰船集成发电技术。

——高功率密度电动机及其变频调速技术目前，先进感应电机（AIM）、永磁电机、超导电机被公认为高功率密度推进电机，感应电机比永磁电机或超导电机在技术上更加成熟，永磁电机比感应电机更适合舰船使用要求，超导电机则具有比永磁电机更高的功率密度和更好的静音性能。

针对高功率密度电机，需要对其进行调速系统设计，如直流推进电动机的最优调速控制技术、多相永磁交流同步电动机的变频调速系统等。

高功率密度电动机特点及发展趋势资料来源：CNKI ——智能化能量管理技术未来舰船需要在大功率探测装置、高能武器（如电磁炮、激光武器）、其它大脉冲能源装置、重要设备（如舰载机电磁弹射装置）以及推进装置之间实现电能的快速切换，综合电力推进系统需要有足够的控制能以保持系统的稳定。

当高能武器和探测设备需要使用大量电能时，需要对其它系统的用电进行限制（此时综合电力推进系统迅速将推进装置接近100%的能量切换到武器系统中，而后再切换回推进装置，切换的全部电能将可能高达100MW以上）。

智能化能量管理系统功能模块构成资料来源：CNKI ——大容量电能的静止变换技术实现大容量电能静止变换技术，关键是开发配套的新型电力电子器件。

美国海军研究局使用氢氧化物、集成电路、电力半导体、电力电子技术对模块化电力电子标准组件进行设计和制造；采用宽带隙半导体材料（如碳化硅）代替硅，以提高电力电子标准组件的运行温度和电压。

此外应特别加强从连续电能到脉冲电能静止变换器的开发与研究，并加强相应储能技术的研究。