[发明专利]船舶综合电力系统集成设计方法

权利要求书

1.一种船舶综合电力系统集成设计方法，其特征在于，包括：确定船舶的总体性能要求；根据船舶的总体性能要求对全船的能量和负载进行统筹分析；根据全船的能量和负载的统筹分析的结果确定船舶综合电力系统初步方案；根据船舶综合电力系统初步方案确定设备总布置后的船舶综合电力系统；对设备总布置后的船舶综合电力系统进行总体评估和性能检验；

根据船舶的总体性能要求对全船的能量和负载进行统筹分析的步骤包括：根据推进器端推进所需功率，考虑推进系统各设备及轴系效率，计算得出典型航速下电源端的推进所需功率；应用一预设规范规定的常规船舶电力负荷计算方法，计算得出日用及常规武器所需功率；根据高能特种装备特性，明确其所需功率，并根据负载特性，折算出不同工况下所需的持续功率；将所述典型航速下电源端的推进所需功率、日用及常规武器所需功率和不同工况下所需的持续功率这三项累加，得出全船各工况下所需的最大总功率；

根据全船的能量和负载的统筹分析的结果确定船舶综合电力系统初步方案的步骤包括：步骤一，从所述全船各工况下所需的最大总功率中取最大值，留出不小于规范要求的储备裕量，作为发电单元总装机容量的设计参考值，依据设计规范、船总体排水量、生命力要求和全船负载分布情况确定发电单元的电站设备数量，分为中压电站和低压电站，其中，中压电站的装机容量满足全船各工况下所需的最大总功率，低压电站装机容量满足停泊及靠岸工况下全船所需的最大总功率；步骤二，输配电单元包括中压配电板、低压配电板和区配电板，其中，在每个中压电站设置一块中压配电板，由中压发电机组对所述中压配电板进行供电，各中压配电板之间通过跨接线进行连接；在每个低压电站设置一块低压配电板，由低压发电机组或中压配电板通过变电装置向所述低压配电板供电，各低压配电板之间通过跨接线进行连接；依据区域配电原则，全船划分为若干区域，每个区域设置一块区配电板，由低压配电板向所述区配电板供电；步骤三，依据总体需求及技术风险确定中、低压端电制，其中，结合系统电制设置变电单元，即由中压电制变至低压电制，低压端还可根据需要变至负载侧所需电制；步骤四，如采用交流电制，则推进单元由推进变压器、变频器和推进电机组成；如采用直流电制，则推进单元由变频器和推进电机组成，其中，所述推进电机容量由推进所需最大功率确定，并需留有规定的功率储备，所述变频器、变压器容量依据推进电机进行确定；步骤五，日用负荷单元与常规船舶类似，由低压主配电板、区配电板、分配电箱三级供电；步骤六，根据高能特种装备及特殊负载需求，结合技术风险，选取储能单元；步骤七，根据传统船舶推进监控功能、电站监控功能、全船电能的综合管理功能、特殊工况下的推进功率限制功能设计能量管理单元。

2.如权利要求1所述的船舶综合电力系统集成设计方法，其特征在于，所述船舶总体性能要求为适装性、快速性、机动性、隐身性、生命力的总体性能方面对船舶综合电力系统的具体要求。

3.如权利要求1所述的船舶综合电力系统集成设计方法，其特征在于，步骤一中，根据原动机特性，确定每个电站的组成，其中，中压电站由燃气轮机发电机组、柴油发电机组和中压主配电板组成，低压电站由辅助柴油发电机组和低压配电板组成。

4.如权利要求1所述的船舶综合电力系统集成设计方法，其特征在于，步骤六中，所述储能单元包括蓄电池组、飞轮储能、燃料电池、超导储能、电容储能和压缩气体或蒸汽储能。

5.如权利要求1所述的船舶综合电力系统集成设计方法，其特征在于，根据船舶综合电力系统初步方案确定设备总布置后的船舶综合电力系统的步骤中，结合船舶舱室布局开展综合电力系统的进行设备总布置，大型设备包括发电机组、配电板、推进电机、变频器和推进变压器，其中，发电机组布置于机舱段，依据总体生命力要求，各电站分开布置，主配电板就近布置在相应电站附近，推进电机靠近船舶尾部布置，变频器、推进变压器应靠近所述推进电机布置。

6.如权利要求1所述的船舶综合电力系统集成设计方法，其特征在于，对设备总布置后的船舶综合电力系统进行总体评估和性能检验的步骤中，从总体适装性、快速性、机动性、隐身性、系统生命力、经济性和技术风险角度对设备总布置后的船舶综合电力系统进行全面评估和分析，结合仿真计算、船模试验验证进行检验。