船舶应急电力系统建模与仿真探讨

随着国际航运业的发展和科学技术的不断提高,大型船舶及全自动操纵船舶的操纵难度不断增加,对船舶管理职员的技术要求也越来越高;世界海事组织(IMO)以及国家海事局对船舶管理职员的培训要求也越来越高。国际海事组织IMO在STCW公约中明确规定轮机员必须经过仿真模拟器的培训,随着STCW78/95公约的实施,对轮机员进行电气技术专业知识的培训尤为重要,因此市场对船舶电站仿真模拟器需求量将很大。本文是新一代基于PC机的轮机模拟器研制工作的一部分。承担的主要任务是建立轮机模拟器的重要部分——船舶电站的动态过程模型、与电站动态过程密切相关的发电机模型及相应软件,并根据电站仿真器练习操纵的需要,设计和编制电站信息流的部分人机交互界面。研制中,本文主要作了如下部分工作:以大连海事大学教学实习船“育鲲轮”作为母型船,对仿真母型船的应急电力系统进行了较具体的分析研究,并根据海事局的培训大纲要求,对其进行简化及优化设计,确定了仿真船舶电站(应急电力系统部分)应达到的功能。在此基础上完成了船舶电站及电力系统数学模型的建立。具体内容包括:建立应急配电板物理模型(包括岸电部分)和应急电站控制系统模型,模拟自动应急电站控制系统.系统采用了微软最新的.NET技术,以VisualC#作为开发语言、用GDI+图形编程技术建立控件库。经过几个月分析设计和开发,已初步实现了电站仿真软件的框架。该软件具有完备的控制台功能、友好的人机界面。仿真结果表明,仿真数据和实船数据基本相同,说明建立的模型与分析是正确的。本系统具有很强的扩展性、很好的灵活性。【关键词】：船舶电站模型计算机仿真
【论文提纲】：摘要5-6Abstract6-10第1章绪论10-141.1概述10-111.2国内外研究动态11-121.3课题的提出及本文所作的工作12-14第2章船舶应急电力系统概述14-212.1船舶应急电力系统的组成14-192.1.1应急发电机组14-172.1.2船舶蓄电池装置17-192.2教学实习船应急发电机容量的确定19-21第3章电站仿真功能及程序流程21-323.1船舶电站仿真系统概述213.2电力系统模拟器的组成21-233.3船舶应急配电板电路功能23-32第4章数学模型32-584.1系统数学模型32-524.1.1同步发电机的标幺化处理32-334.1.2同步发电机的数学模型33-374.1.3经过简化的数学模型37-384.1.4同步发电机的实用七阶模型38-424.1.5发电机励磁系统的数学模型42-464.1.6柴油机与调速系统模型46-474.1.7负载的数学模型474.1.8应急起动装置数学模型47-524.2系统仿真的实现52-584.2.1构造模型框图524.2.2电压的仿真曲线52-554.2.3电流的仿真曲线554.2.4频率的仿真曲线55-58第5章船舶仿真软件的实现58-645.1人机界面的设计58-605.2仿真软件建模的实现60-64第6章结论与展望64-65参考文献65-68附录C#程序68-71攻读硕士学位期间公然发表论文71-72致谢72-73研究生履历73