船舰电力系统 第2版PDF电子书下载

第1章 舰船电力系统概述 1

1.1 舰船电力系统的组成和类型 1

1.1.1 舰船电力系统的组成 1

1.1.2 舰船电力系统形式的发展 2

1.2 舰船电力系统的工作环境 5

1.3 舰船电力系统的主要电气参数 6

1.3.1 电流种类 6

1.3.2 额定电压 7

1.3.3 额定频率 8

第2章 舰船电源 10

2.1 舰船主电源 10

2.1.1 主电源发电机组的类别与选型 11

2.1.2 主发电机组的并联运行 13

2.1.3 主电源容量的估算和发电机组的选择 14

2.1.4 主发电机组的安装与试验 15

2.2 舰船应急电源 16

第3章 舰船配电装置 17

3.1 舰船配电装置概述 17

3.2 主配电板 18

3.2.1 主配电板功能 19

3.2.2 主配电板上配备的电器和仪表 19

3.2.3 主配电板的面板布置和安装方面的要求 21

3.3 配电装置中的开关电器 22

3.4 互感器 22

3.5 选择电器和载流导体的一般条件 24

3.6 应急配电板 26

3.7 充放电板及蓄电池 27

3.8 岸电箱及其他配电装置 27

第4章 舰船电网 33

4.1 舰船电网概述 33

4.2 舰船电网的结构形式 34

4.2.1 舰船电网基本类型 34

4.2.2 世界舰船电网实例分析 37

4.3 舰船电网分类及其选择 42

4.3.1 舰船供电网络的分类 42

4.3.2 电力负荷的分级 45

4.3.3 分配电箱设置原则 46

4.3.4 提高供电网络的可靠性和生命力 46

4.4 舰船中压电力系统简介 48

4.4.1 采用中压电力系统的原因 48

4.4.2 中压电力系统的优缺点 49

4.4.3 中压电力系统的选取 50

4.4.4 电力推进舰船中压系统的结构 50

4.4.5 中压电力系统的隔离开关和接地开关 51

第5章 舰船电站容量的确定 52

5.1 舰船电站容量概述 52

5.2 舰船电站容量的计算 53

5.2.1 舰船电站容量计算遵循原则 54

5.2.2 舰船用电设备安全准则及分类 54

5.2.3 舰船运行工况 56

5.3 负荷的计算 57

5.3.1 负荷分类 58

5.3.2 电动机负荷系数的确定 58

5.3.3 三类负荷法的计算步骤 60

5.3.4 负荷表的编制 61

5.4 需要系数法 61

第6章 舰船电网电压及无功功率调节 65

6.1 电压波动及调节的基本原理 65

6.1.1 同步发电机的电压波动 65

6.1.2 自励恒压装置的作用 66

6.1.3 自励恒压装置的主要技术指标 67

6.2 同步发电机的自励起压和相复励原理 68

6.2.1 同步发电机的自励起压 68

6.2.2 相复励恒压原理 70

6.3 相复励恒压装置 70

6.3.1 不可控相复励恒压装置 70

6.3.2 可控相复励恒压装置 71

6.4 无刷发电机励磁系统 73

6.5 电网无功自动补偿 74

第7章 舰船电网频率及有功功率自动调整 76

7.1 舰船电力系统频率波动的基本原理 76

7.2 舰船电力系统的负荷调节效应 77

7.3 调速器特性 77

7.3.1 调速器的有差调节特性 78

7.3.2 频率的调整——调速特性的平移 79

7.4 并联运行发电机组间的有功功率转移与分配 80

7.4.1 不同调速特性并联运行发电机组间有功功率的分配 80

7.4.2 有功功率的转移操作 81

7.4.3 调差系数与功率分配间的关系 81

第8章 舰船电网潮流计算方法 83

8.1 舰船电网潮流计算概述 83

8.2 电力网络的数学模型 83

8.2.1 节点电压方程 83

8.2.2 节点导纳矩阵的形成和修改 86

8.2.3 异步电动机的建模 87

8.3 陆上和舰船电力系统潮流计算方法的区别 88

8.4 节点电势法潮流计算 90

8.5 前推回代法潮流计算 93

第9章 舰船电网短路计算方法 98

9.1 短路电流概述 98

9.2 短路电流计算基础知识 100

9.3 短路点选择原则 102

9.4 舰船电力系统短路电流常用算法 103

9.4.1 各种常用方法比较 103

9.4.2 IEC法 104

9.4.3 GJB 173算法 106

9.5 舰船电力系统短路电流参考计算方法 109

9.5.1 临近汇流排处的短路电流计算 109

9.5.2 远离汇流排处短路电流计算 112

9.5.3 算例 114

9.6 交直流混合系统短路计算方法 115

9.6.1 发电机提供的短路电流 117

9.6.2 储能元件提供的短路电流 119

9.6.3 滤波电容器提供的短路电流 120

9.6.4 直流电机提供的短路电流 122

9.6.5 短路故障点的短路电流分析 125

第10章 舰船电力系统继电保护原则 128

10.1 继电保护概述 128

10.2 保护配置原则 129

10.3 舰船电力系统保护分类 130

10.3.1 发电机保护 131

10.3.2 变压器保护 133

10.3.3 电网保护 134

10.4 保护配合与协调 137

10.5 断路器选型 138

第11章 舰船电力系统生命力计算方法 140

11.1 舰船电力系统生命力概述 140

11.2 舰船电力系统的状态描述 141

11.3 图模型中任意故障组合的形式化描述 141

11.4 舰船电力系统故障后的应对策略 142

11.5 典型破坏环境的分析 145

11.5.1 典型破坏武器 145

11.5.2 武器击中目标舰船的爆炸点模拟 145

11.5.3 舰船易受毁伤的几种典型形式 146

11.6 破坏方式及受损情况分析 147

11.6.1 直接破坏下的舰船电力系统的受损情况分析 147

11.6.2 二次破坏下的舰船电力系统的受损情况分析 149

11.7 电力系统的生命力评估方法 150

11.7.1 舰船电力系统的生命力评估方法 150

11.7.2 电力系统生命力评估的具体步骤 152

第12章 舰船电力网络重构方法 156

12.1 网络重构的概述 156

12.2 舰船电力网络故障恢复系统 158

12.2.1 系统构架 158

12.2.2 故障恢复系统的典型实例 158

12.3 舰船电力网络故障恢复关键技术 161

12.3.1 最优（准最优）重构策略生成技术的概述 161

12.3.2 电力系统网络拓扑结构表达 161

12.3.3 重构优化算法 165

12.4 基于多Agent舰船电力系统网络重构方法 166

12.4.1 多Agent算法 166

12.4.2 引入负荷优先级和运行工况等影响因素 167

12.4.3 约束条件和目标函数的确定 169

12.5 与重构相关的其他研究 171

第13章 单机舰船电力系统的新型控制方法 172

13.1 舰船电力系统稳定性定义与分类 172

13.2 舰船电力系统稳定分析 174

13.2.1 舰船电力系统稳定分析模型 174

13.2.2 舰船电力系统的功角稳定性 175

13.2.3 舰船电力系统的电压稳定性 178

13.2.4 舰船电力系统的频率稳定性 180

13.3 柴油发电系统的数学模型 181

13.3.1 同步发电机转子运动方程 181

13.3.2 同步发电机输出功率方程 184

13.3.3 柴油机组调速系统 186

13.3.4 柴油机发电机组励磁绕组电磁方程 186

13.4 负载模型 187

13.5 舰船电力系统L2干扰抑制控制方法 188

13.5.1 仿射非线性系统的L2干扰抑制方法简述 188

13.5.2 舰船电力系统调速系统L2干扰抑制控制策略 189

13.5.3 舰船电力系统调速、励磁系统综合控制策略 193

13.6 舰船电力系统哈密顿控制方法 197

13.6.1 基于哈密顿能量函数的非线性控制设计简述 198

13.6.2 基于哈密顿能量函数的综合控制设计 200

13.6.3 带有超导磁储能（Superconductor Magnetics Energy Storage,SMES）的舰船电力系统哈密顿控制设计方法 204

第14章 综合全电力推进技术 208

14.1 综合全电力推进技术概述 208

14.1.1 电力推进装置的优点 208

14.1.2 传统电力推进装置 210

14.1.3 综合电力推进概念 211

14.2 综合电力推进技术特点与优势 212

14.2.1 主要特征 212

14.2.2 技术优势 212

14.3 舰船综合电力系统的关键技术 213

14.4 推进电机种类、特点 215

14.4.1 推进电机性能特点 215

14.4.2 推进电机结构特点 216

14.5 综合电力推进系统典型实例 219

14.5.1 美国的综合电力系统（IPS） 219

14.5.2 英国的综合全电力推进系统（IFEP） 221

14.6 综合全电力推进技术的发展前景 224

14.6.1 国外舰船综合电力推进技术应用发展状况 224

14.6.2 我国舰船综合电力推进技术发展状况 228

14.6.3 加速发展我国舰船综合电力推进技术的必要性 231

14.6.4 关于未来发展舰船综合电力推进技术的方向 233

第15章 基于模块化的舰船电力系统仿真平台设计 234

15.1 系统总体架构 234

15.2 功能模块及连接接口设计 235

15.2.1 功能模块的建立 235

15.2.2 模块间的接口设计 237

15.3 舰船电力系统数据库设计 238

15.3.1 数据库软件及开发技术 238

15.3.2 数据库系统的设计 239

15.3.3 数据库与仿真应用程序的接口设计 242

15.4 舰船电力系统网络拓扑分析 244

15.4.1 基于图论方法的舰船电力系统拓扑建模 244

15.4.2 拓扑分析算法模块 246

15.4.3 拓扑分析模块的输入接口数据设计 248

15.4.4 舰船电力系统网络拓扑分析 249

15.4.5 多电站舰船电力系统变工况下拓扑结构分析 253

15.5 图形化平台设计 255

15.6 软件说明及算例分析 259

15.6.1 软件主要功能界面 259

15.6.2 5节点系统仿真算例分析 260

参考文献 262