基于PowerLogic系统构架的船舶自动化电站监控系统

为了有效地管理和监控船舶电站的工作状态,提高电站的稳定性和可靠性,采用施耐德PowerLogic系统构架组建船舶电站监控系统,实现船舶电站监管控一体化.设计触摸屏监视界面、电能质量分析界面和Web远程监视界面,并设计监控系统的控制电路.整个监控系统的以太网与现场总线通信程序采用PLC实现.在交流380 V/50 Hz船舶电站上的实际运行表明,该监控系统在船舶电力参数监视、控制和管理方面效果显著,为实现配电室的无人值守和提高船舶电站现代化管理水平奠定基础.

船舶电站装置可视化虚拟仿真操作系统设计

采用虚拟现实技术实现了可视化船舶电站动力装置的虚拟仿真远程运行功能,实现了船舶电站动力装置系统的远程运行、使用和维护,并可对过程进行评价和考核,解决了实际运行训练中存在的不足和局限,具有重要的实践意义和实际价值。

某船前、后电站并车故障分析与排除

某船前、后电站的发电机组并车后,在进行负载转移时,存在冲击电流大、机组声音异常、电网波动较大、发电机主开关偶尔跳闸断电的故障。文章针对该故障现象,结合电气原理进行分析,经过排查和验证后,查明了故障原因,成功排除故障。

基于PLC的船舶电站发电机组自动启动控制方法

船舶的负载变化会导致发电机组的启动时间不稳定,基于此,提出了基于PLC的船舶电站发电机组自动启动控制方法。计算发电机组负载参数,构建船舶电站发电机组数学模型,利用PLC建立启动逻辑指令,精准启动控制船舶电站发电机组,实现发电机组的自动启动控制。结果表明,该方法能显著缩短发电机组的启动时间,提高其转速的稳定性。

基于CDIO培养模式的“船舶电站自动化”课程改革

通过对“船舶电站自动化”课程在实践与理论方面存在脱节现象,学生学习理论知识后工作中仍无法熟练应用,知行不一的问题的研究,将CDIO培养模式引入课程教学。通过对CDIO培养模式适应性改进,将符合CDIO培养模式的“讲授—系统设计—硬件实现—运行验证”课堂教学方法带入课程,并将科研用实时仿真系统应用于教学,便于学生利用该系统实现低成本装置运行验证,最后还对课程考核方式做出调整。课程改革实现理论与实践经验的接轨,培养了学生自我学习能力、创新思维能力和团队精神。

科学推进“船舶电站”教学与课程思政相融合

基于专业教师课程思政教学能力提升策略,科学设计“船舶电站”课程思政教学体系,致力拓展专业课程的广度、深度与温度,把思想政治教育贯穿人才培养始终。坚持以专业知识教学为中心,以专业育人理念为根本,以工作任务为载体,综合网络教学平台及3D虚拟现实设备模型等现代信息化教学手段,实现专业教学与思政教育同频共振,并按PDCA循环原则使教学质量管理形成闭环,推进教学质量持续改进。

船用集装箱式动力电池充换电站选址定容优化

为提高充换电站内动力电池箱的利用率,本文综合考虑船舶电量需求、船舶航行情况、岸线资源、航运需求等因素,以配置动力电池箱的数量最小化为目标,建立船电分离新型运营模式下电动船舶充换电站选址定容优化模型,获得最佳的充换电站布局位置和站内配置的动力电池箱数量。最后,通过对7航线站点船舶运输工程的仿真分析,验证了所提模型的合理性及方法的有效性。

提升中国LNG产业链韧性和安全水平的策略

液化天然气(LNG)作为我国能源稳定供应的重要组成部分之一,经过多年发展,已形成一条相对完整的产业链。为了积极有效应对目前存在的诸多挑战,如:资源敞口控制力较低、进口定价话语权较弱、船运自主可控度较低、接收站单体规模较小、消费规模有待扩大等,有效提升LNG产业链韧性和安全水平,在系统梳理我国LNG产业链上中下游各环节发展现状的基础上,通过对标国际先进规则和最佳实践,提出了相关策略建议。研究结果表明:①积极获取海外权益气,打造多元、灵活、稳定的“海外资源池”,提升资源的控制力;②致力于打造天然气价格指数,统筹LNG采购,争取与进口体量相匹配的LNG定价话语权;③加快打造LNG船运体系,实现国船国造、国气国运、国船国管、国船国检,提升我国LNG运输自主可控能力;④加强统筹规划和政策引导,集约化、规模化推进LNG接收站建设,扩大接收站单体规模;⑤进一步扩大燃气发电、车船加注等领域的LNG利用规模,更好发挥其助力我国实现“双碳”目标的作用和价值。

异步发电功率控制策略在船舶直流电站中的应用

对于船舶直流电站异步发电系统,直流母线电压调节范围过大或响应速度过慢均容易导致直流电站系统出现较大的功率振荡,系统不能稳定运行,而且存在直流母线电压调节范围过小时难以满足发电机组单机启动时直流母线电压输出的需求。针对以上问题,本文提出的异步发电功率控制策略采用直流电流均流环+直流电压环+交流电流环的三闭环控制方式,并将功率控制过程分为机组启动、并网过渡和功率均衡调节三个过程分别进行处理,以实现直流电站异步发电系统各发电机组的功率控制和均衡调节。经实船应用验证,该功率控制方法可以实现对发电机组的功率控制和调节,动态特性和功率分配精度均满足要求。

某舰艇自动电站优化设计

电站作为舰船电力的来源,其安全、稳定的运行在航行过程中至关重要。如何保证舰艇电力供电及其监控系统智能化、自动化是舰船电力系统科研设计、保障工作者一直研究的重要内容。文章首先分析了某舰艇电力供电及其监控系统基本情况,通过对实船自动电站情况验证分析,在不改变原电力供电及其控制系统的基础上,提出增加“主电网失电,自动起动主电站备用机组”的改进性设计方案。方案能有效的提高主电站监控系统的智能化、自动化程度和保证舰艇航行安全。

某南极磷虾捕捞加工船配电系统设计

本文通过对某南极磷虾捕捞加工船的复合动力系统配置和大功率负载进行分析,设计了一种适用于专业南极磷虾捕捞加工船的环形配电网络结构,详细阐述了基于环形配电网络的供电模式设计和PMS设计要点,对同类型船舶配电系统设计有一定指导意义。

15 t钻柱升沉补偿空气动力站的研制

针对近海域、适用于浪高±1.5 m、小吨位的小型综合地质勘察船,需要一种具备模块化设计、布置灵活、钻探系统移植方便、对船舶的适配性好等特点的空气动力站。为此,作者对其关键设备—升沉补偿的高压气源系统进行了研究设计。该系统是一种紧凑型、集装箱装载、高防护等级,并集成了空气控制阀组的空气动力站,已完成了厂内充排气试验、高压试验、升沉补偿流程动作试验。试验结果表明,相关参数满足了设计的需求。通过对15 t钻柱升沉补偿空气动力站的研究,为我国小型勘探船在近海进行钻探、勘察、取样等作业提供了更多的窗口时间选择,加快了升沉补偿系统国产化研究的步伐,为后续研究提供了一定的借鉴作用。

船舶电站故障诊断中的数据融合算法

将数据融合技术应用于船舶电站故障诊断系统中,在数据处理的检测层、特征层及决策层上分别提出不同的数据融合算法:在检测层提出自适应加权数据融合算法,在特征层提出基于灰色优势分析的数据融合算法,在决策层提出基于D-S证据理论的数据融合算法。这些算法解决了传统故障诊断中存在的大量采集数据如何有效处理的问题。所提出的算法针对船舶电站故障诊断的特殊性,有较强的适应性,提高了实际诊断的准确性和可靠性。

船舶电站柴油发电机组的非线性数学模型

船舶电力系统是一个非线性系统,为了对系统的过渡过程进行分析,文中建立了船舶电站柴油发电机组的非线性数学模型,该模型准确地反映了转速和电压的相互作用和相互影响的关系,体现了船舶电力系统的变量耦合性质.对一个实际的船舶电站柴油发电机组控制系统进行了计算机仿真研究,分别给出了系统在突加静负荷和起动大功率异步电动机时的动态特性曲线.计算机仿真结果表明,提出的数学模型是合理的、可行的,反映了船舶电力系统转速和电压的变化规律.

现代船舶电站监控系统的设计研究

综合现场总线控制系统(FCS)、集散控制系统(DCS)和PLC控制系统的各自优点,设计了具有双冗余网络的现代船舶电站监控系统,并对系统的架构、系统的监控功能以及上位控制管理软硬件的选取进行了说明。

船舶电站同步发电机调压系统的数学模型

船舶电站电压的稳定性主要取决于同步发电机调压系统的动态特性.为了对同步发电机调压系统的过渡过程进行分析,分别建立可控相复励装置、无刷励磁同步发电机和船舶电站同步发电机调压系统的数学模型,并在此基础上分析调压系统的动态特性和同步发电机电压的变化规律.对一个实际的船舶电站同步发电机调压系统进行了计算机仿真研究,分别给出了系统在突加、突减静负荷以及起动大功率异步电动机时的动态特性曲线.计算机仿真结果表明,提出的数学模型是合理的、可行的,反映了船舶电站电压的变化规律.

柴油发电机组并联运行的混沌振荡分析

船舶电力系统通常是多台柴油发电机组并联运行,在轻载工况运行时会发生非周期、貌似随机的、突发或阵发性的电力系统振荡现象,具有混沌过程的特征,严重时会导致船舶电力系统解列,对船舶电网的安全运行构成了威胁.为了对船舶电力系统的混沌现象进行分析,建立了2台柴油发电机组并联运行的非线性数学模型,该模型准确地反映了2台柴油发电机组各变量的变化规律,体现两者之间相互作用和相互影响的关系.利用Lyapunov指数法对船舶电站2台柴油发电机组轻载并联运行工况进行了分析,证明了混沌现象的存在,得出了船舶电力系统的非线性和2台柴油发电机组之间的功率传递是产生混沌现象根本原因的结论.混沌现象是稳定状态与不稳定状态之间的过渡状态,必须加以预防,才能保证系统的稳定性.

计及螺旋桨负载的船舶电力系统协调控制设计

推进负载对船舶电网的暂态稳定性影响是船电系统的主要特征之一.本文基于非线性鲁棒L2干扰抑制控制方法,研究了具有螺旋桨负荷的船舶电力系统中的励磁与调速的协调控制问题,在充分分析了柴油发电机组的非线性数学模型及其螺旋桨负载的相互耦合的非线性动态结构特性的基础上,提出backstepping控制技术与L2干扰抑制相结合的综合协调控制策略来设计控制器.该控制器在保证系统稳定的条件下,有效地抑制干扰对发电机系统电压和频率的影响.仿真表明,在给系统突加螺旋桨负载的情况下,该控制器能有效地抑制负载对系统性能的影响,验证了控制器的有效性.

WMS-2000型船舶电站仿真器的设计与建模

ＷＭＳ－２０００型船舶电站仿真器是以某型先进集装箱船为母型研制的国产第二代船舶电 站仿真器．文中介绍了该型船舶电站仿真器的系统组成、所达到的功能及数学模型结构，并 从船舶自动化电站的基本工作原理入手，建立了较完备的船舶电站及电力系统数学模型，包 括轴带发电机、辅助柴油发电机、感应电动机、静负载等数学模型，可仿真母型船舶电站的 各种运行工况．

船舶电站实时监控系统通信软件设计

实现船舶电站监控的关键是通信技术,文章基于Modbus通信协议,提出一种在LabVIEW虚拟仪器环境下实现PC机与单片机实时通信的方法,设计了船舶电站实时监控系统通信软件,完成对船舶电站多套柴油发电机组的现场监控.给出了监控系统的具体实施方案,详细讨论了通信协议的设定及通信程序的编程要点.该通信软件的开发不仅为本科教学提供了实验平台,而且能够很方便地移植到其它实际应用系统,具有较好的工程实用价值.