本发明专利技术公布了一种船舶交流区域配电网络系统及其可靠性分析方法，所述系统将整个船舶分为多个区域，每台发电站机组保障一个或几个区域的负载供电，每台发电站机组由发电机、配电板、断路器和负载构成，电力母线从船舱的两舷穿过水密舱，连接船首和船尾的四台发电机，最终形成一个环形供电网络。所述方法根据配电网络结构画出相应的可靠性框图；对局部相对独立的串联或并联结构进行等效，化简可靠性框图；对某负荷点j建立其与不同电源之间的不同的连接矩阵；根据连接矩阵求出最小路径，进而求出最小割集；利用SDP法消除共用设备对计算结果的影响；计算负荷点可靠性参数和系统可靠性参数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于船舶工程领域，涉及一种船舶区域配电网络的结构设计及其可靠性分析方法。
技术介绍
以辐射式配电系统和交流电机组成的电力系统是目前船舶电力系统的主流，电力系统的负载由船舶上少数几个集中式配电中心通过电缆馈送，这样造成全船数十根电缆在船上各部位穿插，尤其是大量的穿舱电缆不仅布置上有困难，而且会造成船舶耐压舱壁的开孔密封问题。随着舰船电力系统容量的日趋增大，集中式配电逐渐成为船舶设计和建造成本中一个十分突出的问题，局部的电气隔离变得很困难；同时在出现故障的时候，也很难隔离故障，局部故障有可能直接影响到整个电力系统。采用区域配电系统则可以有效地解决这一问题，环形区域配电系统由发电机、配 电板、断路器和负载构成。电力母线从船舱的两舷通过，连接船首和船尾的四台发电机，最终形成一个环形供电网络。区域配电技术将整个船舶电力系统划分成数个区域，在建造各舱段时就独立进行电缆布置，在此分段连接到船舶的其他分段之前，将所有本分段的设备连接好并供电。区域配电板的馈电电缆不用穿越水密舱，提高了船舶的安全性和生命力，节省了大量的配电板馈线电缆，同时也可降低电缆损耗和重量，削减建造成本。同时，在各区域的入口，环形供电网的母线上具有多个断路器，在某区域出现故障后，可以通过这些断路器切断部分母线，或切除某个区域，从而有效地防止故障蔓延。环形区域配电方式是未来船舶电力系统的发展趋势，目前已成为各国船舶配电结构的研究热点。但是交流区域配电网络结构是一个相对复杂的网络结构，设计出一个好的交流区域配电网络结构要求能够从系统结构上保证重要负载的多路供电和操作灵活性，从管理上提高系统运行效率和重要负载供电持续时间，从保护上将故障限制在最小范围内。
技术实现思路
本专利技术目的在于，针对现有技术存在的缺陷提供一种。本专利技术船舶交流区域配电网络系统，整个船舶分为多个区域，每台发电站机组保障一个或几个区域的负载供电，每台发电站机组由发电机、配电板、断路器和负载构成，电力母线从船舱的两舷穿过水密舱，连接船首和船尾的四台发电机，最终形成一个环形供电网络。船舶交流区域配电网络系统的可靠性分析方法，包括如下步骤步骤一根据配电网络结构画出相应的可靠性框图；步骤二 对局部相对独立的串联或并联结构进行等效，化简可靠性框图；步骤三对某负荷点j建立其与不同电源之间的不同的连接矩阵；步骤四根据连接矩阵求出最小路径，进而求出最小割集；步骤五利用SDP法消除共用设备对计算结果的影响；步骤六计算负荷点可靠性参数和系统可靠性参数。所述串联结构等效方法如下对n个独立的设备串联而成的串联结构，其等效的故障率为权利要求1.一种船舶交流区域配电网络系统，其特征在于整个船舶分为多个区域，每台发电站机组保障一个或几个区域的负载供电，每台发电站机组由发电机、配电板、断路器和负载构成，电力母线从船舱的两舷穿过水密舱，连接船首和船尾的四台发电机，最终形成一个环形供电网络。2.一种基于权利要求I所述的船舶交流区域配电网络系统的可靠性分析方法，其特征在于包括如下步骤 步骤一根据配电网络结构画出相应的可靠性框图； 步骤二 对局部相对独立的串联或并联结构进行等效，化简可靠性框图； 步骤三对某负荷点j建立其与不同电源之间的不同的连接矩阵； 步骤四根据连接矩阵求出最小路径，进而求出最小割集； 步骤五利用SDP法消除共用设备对计算结果的影响； 步骤六计算负荷点可靠性参数和系统可靠性参数。3.根据权利要求2所述的船舶交流区域配电网络系统的可靠性分析方法，其特征在于所述串联结构等效方法如下 对n个独立的设备串联而成的串联结构，其等效的故障率为4.根据权利要求2所述的船舶交流区域配电网络系统的可靠性分析方法，其特征在于所述并联结构等效方法如下 对n个独立设备并联而成的并联结构，其等效的故障修复率为5.根据权利要求2所述的船舶交流区域配电网络系统的可靠性分析方法，其特征在于所述最小割集法如下 对于由n个设备构成的串联系统，有一个最小路和n个最小割；对于由n个设备构成的并联系统，有一个最小割和n个最个路；对某个负荷点，其所有的最小路所构成的集合称为最小路径，其所有的最小割所构成的集合称为最小割集；最小割集由最小路径求得； 求最小路首先要建立mXm连接矩阵C，连接矩阵的建立依赖于系统可靠性框图；可靠性框图由节点和线组成，节点表示系统网络中不同线路之间的交点，线表示节点间的所有设备所构成的等效设备；建立连接矩阵C时，需将电源所对应的节点与C11对应、负荷点与C111111对应。如果节点i和节点j不直接相连，则Cij=Cji=O ;如果节点i和节点j之间通过等效设备k相连,则Cij=Cji=Xk, Xk表示等效设备的可靠率； 然后依据下面两个公式C' Jj=Cij^Ci2 C2j i 古 2, i 古 j, I < i〈m,2〈j〈mC1 n=l i = I, 2,…，m. 将C' u替换掉mXm矩阵C中的再去掉第二行第二列就得到新的矩阵C'…㈠，重复此步骤，直到最后得到一个2X2的矩阵；该2乂2矩阵的右上角的多项式的每一项即为一个最小路，用MPi表示，MPi所构成的集合即为最小路集^fMPi逻辑取反再进行逻辑乘，所得到的多项式的每一项即为一个最小割，用MCi表示，MCi所构成的集合即为最小割集； 首先画出整个船舶电力系统的网络图，对图中的每个连接导线进行编号，导线交点处为节点，同样用数字表示节点；节点包括电源节点、负载节点和普通节点；根据所得到的网络图，列写出连接矩阵，求节点之间的最小路径，继而可求得最小割集。6.根据权利要求2所述的船舶交流区域配电网络系统的可靠性分析方法，其特征在于所述SDP法如下 分别令i = 1,2, ...m，根据公式(11)-- (12)及上述求最小割集MCi的方法，求出割I、割2……割i的表达式，首先根据割I的表达式求出故障率I ;然后在割I表达式中去掉割2表达中所含有的项再取反，然后与割2表达式逻辑乘，根据结果表达式可求得故障率2 ；在割I表达式、割2表达式之逻辑和中去掉割3表达式所含有的项再取反,然后与割3表达式逻辑乘，根据结果表达式求得故障率3 ;以此类推；将求得的所有的故障率相加，即是负荷点的故障率。全文摘要本专利技术公布了一种，所述系统将整个船舶分为多个区域，每台发电站机组保障一个或几个区域的负载供电，每台发电站机组由发电机、配电板、断路器和负载构成，电力母线从船舱的两舷穿过水密舱，连接船首和船尾的四台发电机，最终形成一个环形供电网络。所述方法根据配电网络结构画出相应的可靠性框图；对局部相对独立的串联或并联结构进行等效，化简可靠性框图；对某负荷点j建立其与不同电源之间的不同的连接矩阵；根据连接矩阵求出最小路径，进而求出最小割集；利用SDP法消除共用设备对计算结果的影响；计算负荷点可靠性参数和系统可靠性参数。文档编号H02J3/38GK102751723SQ20121020339公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日专利技术者刘维亭, 姜文刚, 张冰, 朱志宇, 马继先, 魏海峰, 黄巧亮 申请人:江苏科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种船舶交流区域配电网络系统，其特征在于整个船舶分为多个区域，每台发电站机组保障一个或几个区域的负载供电，每台发电站机组由发电机、配电板、断路器和负载构成，电力母线从船舱的两舷穿过水密舱，连接船首和船尾的四台发电机，最终形成一个环形供电网络。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱志宇，刘维亭，黄巧亮，张冰，魏海峰，马继先，姜文刚，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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