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第1章 舰船电力系统概述1

1.1 舰船电力系统的组成和类型1

1.1.1 舰船电力系统的组成1

1.1.2 舰船电力系统形式的发展2

1.2 舰船电力系统的工作环境5

1.3 舰船电力系统的主要电气参数6

1.3.1 电流种类6

1.3.2 额定电压7

1.3.3 额定频率8

第2章 舰船电源10

2.1 舰船主电源10

2.1.1 主电源发电机组的类别与选型11

2.1.2 主发电机组的并联运行13

2.1.3 主电源容量的估算和发电机组的选择14

2.1.4 主发电机组的安装与试验15

2.2 舰船应急电源16

第3章 舰船配电装置17

3.1 舰船配电装置概述17

3.2 主配电板18

3.2.1 主配电板功能19

3.2.2 主配电板上配备的电器和仪表19

3.2.3 主配电板的面板布置和安装方面的要求21

3.3 配电装置中的开关电器22

3.4 互感器22

3.5 选择电器和载流导体的一般条件24

3.6 应急配电板26

3.7 充放电板及蓄电池27

3.8 岸电箱及其他配电装置27

第4章 舰船电网33

4.1 舰船电网概述33

4.2 舰船电网的结构形式34

4.2.1 舰船电网基本类型34

4.2.2 世界舰船电网实例分析37

4.3 舰船电网分类及其选择42

4.3.1 舰船供电网络的分类42

4.3.2 电力负荷的分级45

4.3.3 分配电箱设置原则46

4.3.4 提高供电网络的可靠性和生命力46

4.4 舰船中压电力系统简介48

4.4.1 采用中压电力系统的原因48

4.4.2 中压电力系统的优缺点49

4.4.3 中压电力系统的选取50

4.4.4 电力推进舰船中压系统的结构50

4.4.5 中压电力系统的隔离开关和接地开关51

第5章 舰船电站容量的确定52

5.1 舰船电站容量概述52

5.2 舰船电站容量的计算53

5.2.1 舰船电站容量计算遵循原则54

5.2.2 舰船用电设备安全准则及分类54

5.2.3 舰船运行工况56

5.3 负荷的计算57

5.3.1 负荷分类58

5.3.2 电动机负荷系数的确定58

5.3.3 三类负荷法的计算步骤60

5.3.4 负荷表的编制61

5.4 需要系数法61

第6章 舰船电网电压及无功功率调节65

6.1 电压波动及调节的基本原理65

6.1.1 同步发电机的电压波动65

6.1.2 自励恒压装置的作用66

6.1.3 自励恒压装置的主要技术指标67

6.2 同步发电机的自励起压和相复励原理68

6.2.1 同步发电机的自励起压68

6.2.2 相复励恒压原理70

6.3 相复励恒压装置70

6.3.1 不可控相复励恒压装置70

6.3.2 可控相复励恒压装置71

6.4 无刷发电机励磁系统73

6.5 电网无功自动补偿74

第7章 舰船电网频率及有功功率自动调整76

7.1 舰船电力系统频率波动的基本原理76

7.2 舰船电力系统的负荷调节效应77

7.3 调速器特性77

7.3.1 调速器的有差调节特性78

7.3.2 频率的调整——调速特性的平移79

7.4 并联运行发电机组间的有功功率转移与分配80

7.4.1 不同调速特性并联运行发电机组间有功功率的分配80

7.4.2 有功功率的转移操作81

7.4.3 调差系数与功率分配间的关系81

第8章 舰船电网潮流计算方法83

8.1 舰船电网潮流计算概述83

8.2 电力网络的数学模型83

8.2.1 节点电压方程83

8.2.2 节点导纳矩阵的形成和修改86

8.2.3 异步电动机的建模87

8.3 陆上和舰船电力系统潮流计算方法的区别88

8.4 节点电势法潮流计算90

8.5 前推回代法潮流计算93

第9章 舰船电网短路计算方法98

9.1 短路电流概述98

9.2 短路电流计算基础知识100

9.3 短路点选择原则102

9.4 舰船电力系统短路电流常用算法103

9.4.1 各种常用方法比较103

9.4.2 IEC法104

9.4.3 GJB 173算法106

9.5 舰船电力系统短路电流参考计算方法109

9.5.1 临近汇流排处的短路电流计算109

9.5.2 远离汇流排处短路电流计算112

9.5.3 算例114

9.6 交直流混合系统短路计算方法115

9.6.1 发电机提供的短路电流117

9.6.2 储能元件提供的短路电流119

9.6.3 滤波电容器提供的短路电流120

9.6.4 直流电机提供的短路电流122

9.6.5 短路故障点的短路电流分析125

第10章 舰船电力系统继电保护原则128

10.1 继电保护概述128

10.2 保护配置原则129

10.3 舰船电力系统保护分类130

10.3.1 发电机保护131

10.3.2 变压器保护133

10.3.3 电网保护134

10.4 保护配合与协调137

10.5 断路器选型138

第11章 舰船电力系统生命力计算方法140

11.1 舰船电力系统生命力概述140

11.2 舰船电力系统的状态描述141

11.3 图模型中任意故障组合的形式化描述141

11.4 舰船电力系统故障后的应对策略142

11.5 典型破坏环境的分析145

11.5.1 典型破坏武器145

11.5.2 武器击中目标舰船的爆炸点模拟145

11.5.3 舰船易受毁伤的几种典型形式146

11.6 破坏方式及受损情况分析147

11.6.1 直接破坏下的舰船电力系统的受损情况分析147

11.6.2 二次破坏下的舰船电力系统的受损情况分析149

11.7 电力系统的生命力评估方法150

11.7.1 舰船电力系统的生命力评估方法150

11.7.2 电力系统生命力评估的具体步骤152

第12章 舰船电力网络重构方法156

12.1 网络重构的概述156

12.2 舰船电力网络故障恢复系统158

12.2.1 系统构架158

12.2.2 故障恢复系统的典型实例158

12.3 舰船电力网络故障恢复关键技术161

12.3.1 最优（准最优）重构策略生成技术的概述161

12.3.2 电力系统网络拓扑结构表达161

12.3.3 重构优化算法165

12.4 基于多Agent舰船电力系统网络重构方法166

12.4.1 多Agent算法166

12.4.2 引入负荷优先级和运行工况等影响因素167

12.4.3 约束条件和目标函数的确定169

12.5 与重构相关的其他研究171

第13章 单机舰船电力系统的新型控制方法172

13.1 舰船电力系统稳定性定义与分类172

13.2 舰船电力系统稳定分析174

13.2.1 舰船电力系统稳定分析模型174

13.2.2 舰船电力系统的功角稳定性175

13.2.3 舰船电力系统的电压稳定性178

13.2.4 舰船电力系统的频率稳定性180

13.3 柴油发电系统的数学模型181

13.3.1 同步发电机转子运动方程181

13.3.2 同步发电机输出功率方程184

13.3.3 柴油机组调速系统186

13.3.4 柴油机发电机组励磁绕组电磁方程186

13.4 负载模型187

13.5 舰船电力系统L2干扰抑制控制方法188

13.5.1 仿射非线性系统的L2干扰抑制方法简述188

13.5.2 舰船电力系统调速系统L2干扰抑制控制策略189

13.5.3 舰船电力系统调速、励磁系统综合控制策略193

13.6 舰船电力系统哈密顿控制方法197

13.6.1 基于哈密顿能量函数的非线性控制设计简述198

13.6.2 基于哈密顿能量函数的综合控制设计200

13.6.3 带有超导磁储能（Superconductor Magnetics Energy Storage,SMES）的舰船电力系统哈密顿控制设计方法204

第14章 综合全电力推进技术208

14.1 综合全电力推进技术概述208

14.1.1 电力推进装置的优点208

14.1.2 传统电力推进装置210

14.1.3 综合电力推进概念211

14.2 综合电力推进技术特点与优势212

14.2.1 主要特征212

14.2.2 技术优势212

14.3 舰船综合电力系统的关键技术213

14.4 推进电机种类、特点215

14.4.1 推进电机性能特点215

14.4.2 推进电机结构特点216

14.5 综合电力推进系统典型实例219

14.5.1 美国的综合电力系统（IPS）219

14.5.2 英国的综合全电力推进系统（IFEP）221

14.6 综合全电力推进技术的发展前景224

14.6.1 国外舰船综合电力推进技术应用发展状况224

14.6.2 我国舰船综合电力推进技术发展状况228

14.6.3 加速发展我国舰船综合电力推进技术的必要性231

14.6.4 关于未来发展舰船综合电力推进技术的方向233

第15章 基于模块化的舰船电力系统仿真平台设计234

15.1 系统总体架构234

15.2 功能模块及连接接口设计235

15.2.1 功能模块的建立235

15.2.2 模块间的接口设计237

15.3 舰船电力系统数据库设计238

15.3.1 数据库软件及开发技术238

15.3.2 数据库系统的设计239

15.3.3 数据库与仿真应用程序的接口设计242

15.4 舰船电力系统网络拓扑分析244

15.4.1 基于图论方法的舰船电力系统拓扑建模244

15.4.2 拓扑分析算法模块246

15.4.3 拓扑分析模块的输入接口数据设计248

15.4.4 舰船电力系统网络拓扑分析249

15.4.5 多电站舰船电力系统变工况下拓扑结构分析253

15.5 图形化平台设计255

15.6 软件说明及算例分析259

15.6.1 软件主要功能界面259

15.6.2 5节点系统仿真算例分析260

参考文献262