[发明专利]船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法

说明书

本发明的船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法包括：1)实时采集船舶电力系统中压电缆各测点电流、电压数据；2)对采集的电流、电压数据进行快速傅立叶变换，得到船舶电力系统中压电缆上传输信号的频谱分量特征；3)基于船舶电力系统的工作特性和内部连接关系，并结合步骤2)得到的频谱分量特征，分析船舶电力系统中压电缆上的能量峰值所在频率点的来源；4)结合电磁场理论天线模型计算方法和数值仿真方法预测船舶电力系统中压电缆在特定频率点产生的电磁场强分布情况。

技术领域

本发明涉及船舶电磁兼容性技术领域，具体涉及一种船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法。

背景技术

随着船舶电气化水平的不断提高，特别是中压电力系统的推广应用，传统的低压供电方式已不能满足很多大型船舶电力系统的要求，中压电力系统成为未来船舶电力系统的发展方向。

中压电力系统装船的电磁兼容性研究是中压电力系统在船舶上实现发展需要解决的关键技术之一，尤其对于装配大量精密电子武器作战装备的军用舰艇，要保证电子武器作战装备作战性能的正常发挥，对中压电力系统的电磁兼容性要求必须远远高于民船。

目前，我国海军舰艇还没有采用中压直流电力推进系统的先例，无论是针对中压直流电力系统的舱室内电磁环境分析与预测研究，还是舰船总体中压电力系统的电磁干扰预防和控制措施研究，都少之甚少，在实际测量方面更是无历史测量数据可以参考和借鉴。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法，以获得船舶电力系统舱室内关键区域的中压电缆电磁干扰特性，为确定总体船舶电力系统的电磁干扰预防和控制措施提供参考依据。

为了达到上述的目的，本发明提供一种船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法，包括：1)实时采集船舶电力系统中压电缆各测点电流、电压数据；2)对采集的电流、电压数据进行快速傅立叶变换，得到船舶电力系统中压电缆上传输信号的频谱分量特征；3)基于船舶电力系统的工作特性和内部连接关系，并结合步骤2)得到的频谱分量特征，分析船舶电力系统中压电缆上的能量峰值所在频率点的来源；4)结合电磁场理论天线模型计算方法和数值仿真方法预测船舶电力系统中压电缆在特定频率点产生的电磁场强分布情况。

上述船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法，其中，所述步骤1)中，对不同工况下各测点电流、电压数据进行多次采集。

上述船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法，其中，所述步骤2)中，采用MATLAB中的fft函数来实现快递离散傅立叶变换。

上述船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法，其中，所述步骤2)中，频谱分量特征包括电流的幅-频特征和电压的幅-频特征，即各工况下各测点的电流频谱特性和电压频谱特性。

上述船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法，其中，所述步骤3)中，根据船舶电力系统各工况下各测点的电流频谱特性和电压频谱特性，按照谐波原理中电流谐波和电压谐波的产生机理不同，对船舶电力系统各测点的电压谐波传导干扰和电流谐波传导干扰进行分析，确定频谱中存在的能量峰值所在频率点的来源。

上述船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法，其中，所述步骤3)中，能量峰值包括纹波、高次谐波和尖峰噪声。

上述船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法，其中，所述步骤4)中，根据步骤3)来源分析结果确定的谐波传导干扰所在的频率点为特定频率点。

上述船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法，其中，所述步骤4)中，数值仿真方法采用时域有限差分FDTD的数值仿真方法。

上述船舶中压电缆电磁辐射干扰预测方法，其中，所述步骤4)中，数值仿真方法具体为：先根据船舶电力系统中压电缆敷设排列情况建模，再根据实测电流、电压数据进行离散傅立叶变换得到的频谱分量特性设置模型上高频电流、电压的参数，然后利用商业仿真软件CST EM Studio对中压电缆产生的辐射发射作仿真分析。