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    eMEGAsim船舶電力系統解決方案

    2012-05-04 北京神州普惠科技股份有限公司
          船舶猶如一個可移動的海上城市,它的許多設備都需要使用電能,因此在船上都配備有由發電、配電和用電負載所組成的獨立系統——船舶電力系統。隨著船舶的大型化和自動化程度的不斷提高,越來越多的船用設備需要用電能來驅動和控制,使船舶電力系統日趨復雜龐大。
          近年來,船舶電氣化的程度越來越大,特別是全電力推進和全電船的出現,使船舶性能和運行質量得到很大的改善和提高。然而,在全船自動化實現的同時,較低的電能質量,或是電氣故障甚至供電中斷將對船舶的運行和安全造成重大損失。例如,對供電可靠性要求很高的舵機設備,即使是短時的停電,也會造成重大損失,甚至可能發生災難性的船毀人亡事故。因此,船舶電力系統的安全可靠對于船舶運行和安全具有十分重要的意義。
          為了船舶電力系統的安全和穩定,很多船舶電氣系統和設備的研究單位和制造廠商,開發了大量基于先進的控制策略自動化的輸配電和保護裝置。傳統上,在開發階段,工程師往往通過制作大型發電或用電設備的縮比樣機,來論證和調試控制策略的有效性。然而,一方面制作縮比樣機的成本很高,時間較長,對新型號的適應性差,影響了開發的效率,增大了開發的成本;另一方面,一些系統級的故障和暫態響應,如輸電線的短路故障,在現實中很難通過認為制造這樣的工況來檢測設備的有效性。因此,通過基于數字和模擬混合的半實物實時仿真,來調試和驗證監測,控制和保護設備的有效性具有突出的現實意義。eMEGAsim正是實現這樣功能優質平臺。
          工程師可以把船舶電力系統中的發電機,匯流排,輸電線,變壓器,變流器和電動機等設備利用eMEGAsim的平臺搭建數字的實時仿真模型(如下圖),同時把一些系統中的信號通過IO板卡傳遞給實際設備,然后再把實際設備的響應通過IO反饋給數字仿真模型,從而實現有實際設備相連(Hardware-in-loop)的實時仿真。
          另外,利用eMEGAsim的API,客戶可以通過一些可視化軟件虛擬現實技術,構建一些與船舶配電控制臺完全相同的操作界面,對船員進行訓練。例如,仿真的電力系統發生了短路故障,或者大型負載的切合,當實際監測設備檢測出故障或者非正常的暫態響應發送給虛擬的配電故障臺,訓練學員能否在規定的時間內作出正確的操作。
          特別需要指出的是,由于eMEGAsim具有針對多節點、密集結構的電力系統的獨特解耦元件,使eMEGAsim在船舶孤島電力系統仿真中有著獨特的優勢。因此,國內外大量船舶電力研究單位引進了eMEGAsim作為船舶電力系統的實時仿真工具,如法國海軍艦艇研究所,中國船舶重工集團在上海和武漢的四家研究所都已經成功使用eMEGAsim完成了大量半實物實時仿真工作。
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