舰船电力系统的发展现状及发展趋势

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舰船电力系统的发展现状及发展趋势

摘要

随着国家海洋战略的逐步展开，舰船的大型化，全电力推进发展的同时，舰船电力系统的地位也从辅助系统变成主动力系统。对电力系统的稳定新，可靠性，智能化等提出了更高的要求。为了适应这种发展趋势，一些新技术新思路随之出现。本文详细论述了智能电网在舰船电力系统中应用发展，云计算的舰船电力资源调度系统等领先技术。

关键字：智能电网云计算

0引言

进入21世纪以来，智能化和数据处理技术的优越性引起了各行业的广泛关注，随着国家海洋战略的不断推进，计算机技术被不断的运用到舰船系统的各个方面，尤其在舰船电力系统的在作用越来越重要的情况下，计算机技术对提高舰船电力系统优越性发挥了巨大的作用。

1智能电网在舰船电力系统中应用发展

1.1舰船电力系统智能电网

智能电网的概念涵盖了电网的发，输、变、配、用电等各个环节，智能电网正在给全球电力行业带来新的机遇与挑战，是2l 世纪重大科技创新和变革趋势，国外研究学者纷纷开始关注智能电网的研究和建设，以实现传统电网的升级换代及电网运行控制新思路的改革。随着舰船电力系统规模日益扩大和综合电力系统概念的提出，电力系统配置、网络结构、运行模式和控制策略等方面较传统舰船电力系统都发生了较大的改变，对供电质量、可靠性和生命力提出了更高的指标。从舰船总体角度来说，舰船智能电网是舰船综合电力系统的一个重要组成部分，舰船综合电力系统还包括舰船动力推进、高能武器发射等部分。随着技术的发展，未来舰船综合电力系统在大中型舰艇上将获得绝对的优势地位，带来舰船性能的全面提高。全电力化舰船采用综合电力系统结构形式，更加可靠、高效和灵活，并有较强的战斗力和生命力。可见，舰船电网智能化是实现舰船综合电力系统的需要和发展趋势。

1.2舰船智能电网特征

舰船智能电网的发展目标是利用现代信息技术，通信技术、计算机技术、测量技术、自动化技术等先进技术，抵御各种事故损害，提高舰船电力系统在发电侧、输变配电侧、用电侧的能源转换和传输效率，确保电网运行更安全、更可靠、更灵活、更经济，电网与负载之间能进行实施的交互信息。基于舰船电力系统的独有的特点、发展需求和目标，舰船智能电网特征主要表现为以下几个方面：

1)自愈性。自愈是电网智能化的重要标志。实时掌握电网运行状态，预测电网运行趋势，故障发生时，在没有人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复，避免断电事故的发生。

2)互动性。实现与负载用户的智能互动，按需供给和调节，实现资源的优化配置和集约管理，提供最佳的电能质量和供电可靠性。

3)抵御攻击。舰船独特的任务使命要求舰船电网必须具有“抗攻击”的能力。

1.3 舰船智能电网发展的关键技术

发展舰船智能电网必须结合舰船综合电力系统的发展需求，融合信息、通信、传感和量测、智能设备、自动控制和决策支持等关键技术，以标准化接入为基础，以信息共享、智能决策和综合调控为主要手段，具有多指标自趋优运营能力，适应未来舰船综合电力系统发展的需要，提高电网运行效率，提高能源利用效率，提高供电的安全性和可靠性，减少电网损耗，降低电力设备运行噪声，实现与负载用户间的互动。

2云计算的舰船电力资源调度系统研究

2.1舰船电力系统云平台

随着海面舰船的发展，舰船电力系统已经非常复杂，数据量巨大。运用云计算可以处理复杂的电力系统信息，实现电力数据采集和共享，并对电力资源进行优化分配。由于云计算的商业模式是用户根据自身需求按需有偿使用云存储及云计算资源，因此具有传统计算系统没有的价格优势。而根据舰船电力设备和系统的特点可以看出，云计算和云平台是未来舰船电力系统重要的数据处理和计算方法，可以根据云计算特点和具体舰船电力系统特点构建属于自己的云电力计算平台。舰船电力系统云平台与传统的地面电力综合性系统相比，舰船电力系统拥有自己独特的特性，该系统具有很强的封闭特性和独立特性。因此舰船电力系统有2 个层面的含义: 一方面指的是某一特定舰船上的电力系统、包括驱动系统、发电系统、照明系统等子系统，而另一方面指的是所有海面或近海面相互联系的舰船间形成的电力系统网络。

2.2 未来舰船电力平台的基本特征

为了保证舰船电力系统在恶劣的海上环境实现系统的稳定型和可靠性，需要设计一个涵盖所有电力设备的管理平台。在该平台上，对电力系统的发电、分配、变电等每个技术模块进行管控，实现电能调配的最优化。未来舰船电力平台需要具有以下4 个基本特征:强大的信息存储水平; 高水平的计算速度和计算能效比;

弹性容量特性，可以兼容电力装置的添加; 可以同时获得集中式运算管理和分布式的计算操控性能。将云计算和舰船电力系统的特点进行考虑，在云计算技术基础上建立高优化水平的云电力计算平台。该平台是建立在基础设施即服务IaaS，但是并不会依赖通用的云计算厂商，这样可以相对独立建立一个云平台。舰船云计算平台是将舰船的电力系统、电力终端和电力信息进行汇总的平台，可以实现分布式计算和数据共享，解决电力系统出现的主要问题，实现资源的优化配置，以保证整个舰船系统可以长期、稳定地优化运作。

2.3 舰船云平台关键技术

舰船云计算平台除了具有所有云计算平台共有的技术以外，还有自己的特有技术。主要包括电力管理技术、电力数据安全技术、电力资源管理调度技术、潮流计算、动态电荷分配技术和一体化数据管理技术

1) 电力管理技术。云计算平台需要处理电力数据的类别、存档、搜索、运算和保护工作。而云平台可以用数据库优化处理技术以及协同计算能力实现数据的有效管控。

2) 电力数据安全技术。由于舰船特有的封闭性和独立性，其云平台的安全问题具有很大的特殊性。首先需要使用数据加密以及安全备份的手段保证数据的稳定型和性，然后可以将核心数据存放在局域网络中，防止数据窃取。

3) 电力资源管理调度技术。对舰船电力资源的调度是云平台的关键功能。云平台的资源调用是在未知动态网络环境中，对多种电力数据处理后，面对各个层次的电力系统和电力网络，进行分布式的电力资源调度，可以通过电力设备状态预测和动态分配结合，使得电力消耗、数据传输等电力活动提高效率。

4) 潮流计算技术。潮流计算是在电力系统中最常用的一种计算，主要是量化整个电力系统的运行状态。而舰船电力系统云平台可以优化潮流计算的方法。云平台可以采用最先进的算法，对算法任务进行裁剪，然后分配给不同的设备进行并行处理，然后再对不同处理结果进行汇总，最后得出对整个系统的状态分析。

5) 动态电荷分配技术。动态电荷分配的原理是首先对各类终端的运行速度进行统计，然后根据各自效率进行任务分配。

6) 一体化数据管理技术。在舰船电力系统中需要使用一体化数据管理技术。通过该技术，将所有电力设备的数据采集设备进行标准接口接入，并通过标准协