[发明专利]一种船舶交直流混合电力系统短路计算仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以对船舶交直流混合电力系统进行短路计算仿真的船舶交直流混合电力系统短路计算仿真方法。

背景技术

近年来，交直流混合系统成为船舶综合电力系统研究的核心内容，随着电力电子技术的飞速发展，新型电力电子器件性能的不断改进、其控制方式也有突飞猛进的发展，交直流混合系统电力系统的优越性也越来越突出，尤其是在电能质量、效率、结构等方面。目前直流区域配电技术已经成为国内外专家的重点研究对象，也是舰船综合电力系统今后的主要发展方向，国外舰船已经开始了船舶综合交直流混合系统的试验和应用。

短路故障会对船舶电力系统正常运行造成非常严重的破坏：可破坏电源、造成停电，整个系统停止运行，甚至可引起火灾。即使没有损坏电源设备，也会造成电网电压跌落，影响电网正常工作。合理的计算短路电流可以为船舶电力系统选择合适的电气设备提供数据，作为电气设备稳定性校验依据，更是为系统的继电保护方案提供数据支持。因此，准确的计算出短路故障电流对船舶电力系统的意义十分重大。

目前，船舶电力系统的仿真分析与研究大都使用国外成熟的仿真软件来完成，用来进行潮流及短路电流计算、电磁及机电暂态仿真等。但这些软件多是根据陆地的电力系统仿真解决方案设计的，没有船舶电力系统的针对性，尤其是对于船舶交直流混合电力系统，在算法和仿真功能两方面都没有针对的仿真软件实现仿真功能。

从上面的分析可以看出，船舶电力系统仿真对船舶电网的研究分析和稳定运行十分重要。然而目前研究人员通常是基于船舶电力系统的特点利用数学计算功能强大的Matlab软件或陆地电力系统计算软件来搭建船舶电力系统的设备模型，设计复杂且操作不便。更没有交直流混合系统的模型及算法。

综上所述，开发出一套准确、可靠的针对船舶交直流混合电力系统的仿真软件对船舶综合电力系统分析及其设计具有重大的实际意义。

发明内容

本发明的目的是开发出一套针对于船舶交直流混合电力系统，选择系统中发生短路故障的位置，软件对系统结构以及拓扑进行自适应分析，然后进行短路电流计算的一种船舶交直流混合电力系统短路计算仿真方法。

本发明的目的是这样实现的：

（1）检测所绘网络图中各个元件的端点坐标，给各个元件分配各自的ID号，作为连接的判断依据；

（2）根据元件连接情况，将获取到的各元件连接关系转化成数字信息，以表格的形式储存在数据库中；

（3）计算发电机短路电流；

（4）计算蓄电池短路电流；

（5）计算电感元件短路电流；

（6）计算直流电机短路电流；

（7）判断短路点位置，对电流进行修正。

计算发电机短路电流包括，

1）检测发电机所在支路的发电机、交流线路、变压器、整流器的阻抗值以及直流线路的电阻与电感值；

2）将发电机到短路点之间路径分为交流和直流两部分，发电机到整流器出口处为交流部分；整流器出口处到短路点之间为直流部分；