12000hp油服船电站系统监测与仿真开发(附件)【字数：11724】
摘 要摘 要随着社会的发展以及海上贸易的需求，船舶的载重量逐渐增加，对电力推进系统的要求越来越高，导致船舶电站复杂性增大。因此在船舶电站设计方案正式投入实施前，需要进行一系列的测试、评估。这些工作不但耗费大量人力、物力，还有一定的危险性。在这种情况下，计算机仿真应运而生。在一定的仿真环境和条件下，建立系统模型，对系统进行仿真，模拟现实可能发生的工况并对结果进行分析，完善设计方案。本文主要研究12000HP油服船中船舶电站的主发电机、轴带发电机和应急发电机，分析它们的工作原理。然后在Matlab软件的Simulink环境下，利用逻辑关系和简单的数学运算，建立主发电机、轴带发电机和应急发电机的模型，根据工况改变这个条件进行仿真，得出不同工况下相应发电机的基本参数。最后利用Web Access画出简易仪表，并把仿真数据传输到Web Access数据库里，最后在仪表上显示出来。研究结果显示，在一定的误差范围内，模型能较准确地得出不同工况下发电机组的基本参数，能为船舶电站的设计方案提供一定的基础帮助。关键词船舶电站；建模；仿真；Simulink
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 国内外研究现状综述 1
1.3 存在和有待深入研究解决的问题 2
1.4 本课题主要研究内容 3
第二章 电力负荷计算 4
2.1 船舶电力负荷计算概述 4
2.1.1 船舶电力负荷计算的目的和意义 4
2.1.2 船舶电力负荷计算方法 4
2.1.3 船舶电力负荷计算工况 4
2.1.4 船舶电力设备分类 5
2.2 三类负载法 5
2.2.1 负载分类 5
2.2.2 负载系数的确定 6
2.2.3 同时系数的确定 7
2.2.4 负载的计算 8
2.3 12000HP油服船电力负荷计算 8
2.3.1 负荷类型的确定 8
2.3.2 确定负载系数 9
2.3.3 确定同时系数 9
2.3.4 计算总功率 9
第三章 船舶电站系统仿真 12
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 3.1 仿真软件介绍 12
3.1.1 MATLAB功能简介及应用范围 12
3.1.2 MATLAB的语言特点 12
3.1.3 Simulink简介 12
3.2 船舶电站物理模型 13
3.3 船舶电站仿真模型的建立 14
3.3.1 自动并车流程 14
3.3.2 主发电机组模型 15
3.3.3 轴带发电机组模型 18
3.3.4 应急发电机组模型 21
3.4 小结 22
第四章 船舶电站系统的监测 23
4.1 Web Access软件介绍 23
4.1.1 Web Access功能特点 23
4.1.2 Web Access系统框架 24
4.2 Web Access与Access数据库的连接 24
4.2.1 Access数据表的建立 24
4.2.2 Web Access组态数据库的建立 25
4.3 Simulink与Access数据库的连接 31
结论 35
致谢 36
参考文献 37
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
船舶作为一个独立的个体在海上航行，配备了一系列的用电设备来满足船舶正常航行和船上工作人员生活所需。为了让这些用电设备正常工作，必须有发电、输电和配电设备[1]。而由电源装置、配电装置、船舶电网和负载按一定的方式连接，是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的组成，称为船舶电力系统，又称船舶电站系统。船舶电力系统与陆用电力系统不同的是，船舶电网的容量受发电机数量的限制，只能保证全船动力设备、通信设备等的运行，而且船用用电设备的负荷变化又十分频繁，导致船舶电网波动十分明显。因此，为了保障全船的生产和生活用电的需要，船舶电力系统必须满足以下几点：
（1）安全——在用电时，能保障人身和设备安全；
（2）可靠——能保持连续稳定供电；
（3）优质——保证电流电压等和用电设备相匹配[2]；
（4）经济——降低投资、运行成本的同时要做到节能减排[3]。
随着船舶电站容量的增大，用电设备的增多，船舶电站变得复杂，对船舶电站的管理和控制困难[4]。在船舶电站中，电网作为中心把其他部分连成一个统一的系统。系统中的每个部分都相互制约着其他部分，不管哪里出现变化都会瞬间波及、影响到整个系统。某一零部件发生故障，整个系统都会受到影响，严重时会造成全船电网的瘫痪，使整个船舶系统停止工作，威胁到船上工作人员的人身安全。由于上述原因，使得船舶电站成为一个独立的系统，不同于相互联系的陆地电力系统，所以如何分析和钻研电站系统成为一个非常特殊的领域[5]。
船舶电站的建模可以验证设计方案，对重要零部件进行仿真，可对实际中的工况或故障进行模拟[6]。通过在计算机上的模拟仿真，可以对一系列的工况进行评估，为实际生产设计中船舶电站的设计提供一定的帮助。
1.2 国内外研究现状综述
船舶电站系统的建模和仿真，是以船舶电站为主体对象，根据建模的方法以及船舶电站运行的工作特点和工作原理，对船舶电站的不同子系统进行建模和仿真。运用建模方法和仿真工具，在仿真软件中建立起各个系统的模块，最后将各个模块连接起来成为一个整体，成为船舶电站的仿真模型。在此模型基础上，运用系统分析和控制理论对模型可能出现的工况进行仿真和分析，最后将得到的结果运用到实际当中，实现船舶电站的更好运行[7]。
船舶电站仿真技术按模型的实现类型分为三类：
（1）物理仿真：依据系统的性质和特点构造系统的物理模型，对实际的行为和过程进行仿真。早期仿真多属于这一类。
（2）混合仿真：将系统的部分模型用数学模型描述，并在计算机上运行，系统的其他部分用实物表示，两部分模型联合起来进行仿真。这类仿真主要在对大型发电机组的操作人员进行培训、研究和分析设备等时候使用。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 国内外研究现状综述 1
1.3 存在和有待深入研究解决的问题 2
1.4 本课题主要研究内容 3
第二章 电力负荷计算 4
2.1 船舶电力负荷计算概述 4
2.1.1 船舶电力负荷计算的目的和意义 4
2.1.2 船舶电力负荷计算方法 4
2.1.3 船舶电力负荷计算工况 4
2.1.4 船舶电力设备分类 5
2.2 三类负载法 5
2.2.1 负载分类 5
2.2.2 负载系数的确定 6
2.2.3 同时系数的确定 7
2.2.4 负载的计算 8
2.3 12000HP油服船电力负荷计算 8
2.3.1 负荷类型的确定 8
2.3.2 确定负载系数 9
2.3.3 确定同时系数 9
2.3.4 计算总功率 9
第三章 船舶电站系统仿真 12
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 3.1 仿真软件介绍 12
3.1.1 MATLAB功能简介及应用范围 12
3.1.2 MATLAB的语言特点 12
3.1.3 Simulink简介 12
3.2 船舶电站物理模型 13
3.3 船舶电站仿真模型的建立 14
3.3.1 自动并车流程 14
3.3.2 主发电机组模型 15
3.3.3 轴带发电机组模型 18
3.3.4 应急发电机组模型 21
3.4 小结 22
第四章 船舶电站系统的监测 23
4.1 Web Access软件介绍 23
4.1.1 Web Access功能特点 23
4.1.2 Web Access系统框架 24
4.2 Web Access与Access数据库的连接 24
4.2.1 Access数据表的建立 24
4.2.2 Web Access组态数据库的建立 25
4.3 Simulink与Access数据库的连接 31
结论 35
致谢 36
参考文献 37
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
船舶作为一个独立的个体在海上航行，配备了一系列的用电设备来满足船舶正常航行和船上工作人员生活所需。为了让这些用电设备正常工作，必须有发电、输电和配电设备[1]。而由电源装置、配电装置、船舶电网和负载按一定的方式连接，是船上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置和网络的组成，称为船舶电力系统，又称船舶电站系统。船舶电力系统与陆用电力系统不同的是，船舶电网的容量受发电机数量的限制，只能保证全船动力设备、通信设备等的运行，而且船用用电设备的负荷变化又十分频繁，导致船舶电网波动十分明显。因此，为了保障全船的生产和生活用电的需要，船舶电力系统必须满足以下几点：
（1）安全——在用电时，能保障人身和设备安全；
（2）可靠——能保持连续稳定供电；
（3）优质——保证电流电压等和用电设备相匹配[2]；
（4）经济——降低投资、运行成本的同时要做到节能减排[3]。
随着船舶电站容量的增大，用电设备的增多，船舶电站变得复杂，对船舶电站的管理和控制困难[4]。在船舶电站中，电网作为中心把其他部分连成一个统一的系统。系统中的每个部分都相互制约着其他部分，不管哪里出现变化都会瞬间波及、影响到整个系统。某一零部件发生故障，整个系统都会受到影响，严重时会造成全船电网的瘫痪，使整个船舶系统停止工作，威胁到船上工作人员的人身安全。由于上述原因，使得船舶电站成为一个独立的系统，不同于相互联系的陆地电力系统，所以如何分析和钻研电站系统成为一个非常特殊的领域[5]。
船舶电站的建模可以验证设计方案，对重要零部件进行仿真，可对实际中的工况或故障进行模拟[6]。通过在计算机上的模拟仿真，可以对一系列的工况进行评估，为实际生产设计中船舶电站的设计提供一定的帮助。
1.2 国内外研究现状综述
船舶电站系统的建模和仿真，是以船舶电站为主体对象，根据建模的方法以及船舶电站运行的工作特点和工作原理，对船舶电站的不同子系统进行建模和仿真。运用建模方法和仿真工具，在仿真软件中建立起各个系统的模块，最后将各个模块连接起来成为一个整体，成为船舶电站的仿真模型。在此模型基础上，运用系统分析和控制理论对模型可能出现的工况进行仿真和分析，最后将得到的结果运用到实际当中，实现船舶电站的更好运行[7]。
船舶电站仿真技术按模型的实现类型分为三类：
（1）物理仿真：依据系统的性质和特点构造系统的物理模型，对实际的行为和过程进行仿真。早期仿真多属于这一类。
（2）混合仿真：将系统的部分模型用数学模型描述，并在计算机上运行，系统的其他部分用实物表示，两部分模型联合起来进行仿真。这类仿真主要在对大型发电机组的操作人员进行培训、研究和分析设备等时候使用。
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