艦船綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范分析

摘 要：本文首先介紹了艦船綜合全電力推進(jìn)技術(shù)的主要特點、意義及國內(nèi)目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)狀，然后詳細(xì)分析了各分系統(tǒng)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)適用性情況，最后提出了綜合全電力推進(jìn)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化制修訂建議。

關(guān)鍵詞：艦船；綜合全電力推進(jìn)；標(biāo)準(zhǔn)

Analysis on Standards for Marine Integrated Full Electric Propulsion System

ZHANG Ping1， CHEN Tao2

(1.Navel Representatives Office of 427 Factory in Guangzhou， Guangzhou 510715; 2. Navel Representatives Office of Jiangnan Shipyard， Shanghai 200011)

Abstract: This paper introduces the main characteristics， significance and standards of marine integrated full electric propulsion technology，analyzes the applicability of existing standards of each system and presents the suggestion for standardization of marine integrated full electric propulsion technology.

Key words: Marine; Integrated full electric propulsion (IFEP); Standard

1 概 述

綜合全電力推進(jìn)技術(shù)的特點主要包括：高電壓、大容量的電站系統(tǒng)；分布式環(huán)型母線結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)絡(luò)；永磁、多樣化的大功率推進(jìn)電機(jī)；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化的變流器；采用集成模塊方式的系統(tǒng)設(shè)計和新的推進(jìn)方式等。

發(fā)展綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)的主要目的是開發(fā)新的推進(jìn)系統(tǒng)，將發(fā)電和能量管理系統(tǒng)一體化，采用最先進(jìn)的推進(jìn)電機(jī)和電力電子設(shè)備，降低系統(tǒng)成本，延長系統(tǒng)壽命，提高系統(tǒng)效率。綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)是未來艦船推進(jìn)、電力系統(tǒng)的發(fā)展方向和趨勢。

而面對當(dāng)前綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，我國目前還沒有針對綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)這一整體相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，例如《艦船通用規(guī)范》對潛艇用電力推進(jìn)裝置做了規(guī)范要求，它是綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)的一種簡單形式，二者之間存在較大差異。

2 各分系統(tǒng)的特點與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析

綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)主要包括發(fā)電模塊、區(qū)域配電模塊、變流器模塊、能量管理（監(jiān)測與控制）模塊及推進(jìn)電機(jī)模塊[2]，以下是各模塊相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的適用情況分析。

2.1 發(fā)電模塊

水面艦船綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)主發(fā)電機(jī)組未來的發(fā)展方向是采用以燃?xì)廨啓C(jī)為原動機(jī)的高速發(fā)電機(jī)組，特別是采用永磁和高溫超導(dǎo)的高速發(fā)電機(jī)組[1]，目前，有關(guān)永磁和高溫超導(dǎo)的高速發(fā)電機(jī)組還處于實驗室研究階段，相關(guān)技術(shù)問題還有待進(jìn)一步解決。但隨著這些新技術(shù)的不斷成熟與應(yīng)用，需要制定一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，更好的促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。

2.2 區(qū)域配電模塊

《艦船通用規(guī)范》只適用于現(xiàn)有干饋式與簡單環(huán)形結(jié)構(gòu)的交直流配電系統(tǒng)，而對于交流中壓（1 kV~15 kV）與分布式直流區(qū)域配電系統(tǒng)，它們的電壓等級、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)計、電氣安全、系統(tǒng)保護(hù)等要求都不適用。同時現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)分布式直流區(qū)域配電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還處于空白狀態(tài)。《艦船用分配電箱通用規(guī)范》只適用于AC不大于1 000 V、DC不大于1 200 V艦船照明和電力分配電箱； 《艦船電力配電系統(tǒng)通用規(guī)范》對于交流中壓配電系統(tǒng)也不適用，對于其配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、電能品質(zhì)、系統(tǒng)保護(hù)、安全性等都需要制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 變流器模塊

《艦船通用規(guī)范》、《艦用三相大容量靜止變頻器通用規(guī)范》和《艦用中、小容量靜止變頻器通用規(guī)范》對變流設(shè)備的性能、指標(biāo)、要求做了明確規(guī)定，但由于綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)的變流模塊采用了以上很多新技術(shù)、新器件及新的控制方式，原有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已并不完全適用，對新型艦船上變流設(shè)備的設(shè)計、檢驗驗收、維修等帶來諸多不便，需要對其中許多標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范做出修訂。

2.4 能量管理(監(jiān)測與控制)模塊

目前有關(guān)電站及電氣傳動控制與監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)范相對較少，僅有《艦船通用規(guī)范》對電氣集中控制與監(jiān)測系統(tǒng)，主要是對電站和電氣傳動設(shè)備做了要求與規(guī)定。而且綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)的能量管理模塊功能更強(qiáng)、范圍更廣、要求也更高，《艦船通用規(guī)范》只是對其監(jiān)測與控制系統(tǒng)做出要求，并沒有對能量管理與分配做出規(guī)定，因此有必要對能量管理模塊制訂新的標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 推進(jìn)電機(jī)模塊

《艦船通用規(guī)范》對潛艇用直流推進(jìn)電機(jī)做了規(guī)定和要求，《艦用電機(jī)通用規(guī)范》適用范圍并不包括推進(jìn)電機(jī)，其它標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要是關(guān)于控制電機(jī)、微特電機(jī)及發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。目前，先進(jìn)感應(yīng)電機(jī)、永磁推進(jìn)電機(jī)、高溫超導(dǎo)電機(jī)等還處于項目預(yù)研階段，技術(shù)問題有待解決，因此制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還不夠成熟，但確立其標(biāo)準(zhǔn)化需求還是很有必要的。

3 結(jié)束語

可以預(yù)見綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)將有很好的發(fā)展前景。然而，目前我國現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺乏與綜合全電力推進(jìn)技術(shù)適用性較差，比如區(qū)域配電、新型推進(jìn)電動機(jī)、能量管理與分配等，都缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這必將嚴(yán)重制約其技術(shù)發(fā)展，也不利于綜合全電力推進(jìn)艦船的設(shè)計、建造、驗收工作。

因此，我認(rèn)為要在充分收集、整理、分析現(xiàn)有技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，深入開展艦船綜合全電力推進(jìn)系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的需求分析，提出標(biāo)準(zhǔn)制定及修訂建議，確保綜合全電力推進(jìn)技術(shù)順利地應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭定泰. 水面艦艇綜合電力系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)展[J].艦船科學(xué)技術(shù)， 2005(5):5-12.

[2] 張偉，陳輝. 面向21世紀(jì)的船舶電力推進(jìn)技術(shù)[J].交通科技，2003(2):48-50.

[3] 鄧林，印德武，李明. 綜合電力系統(tǒng)在艦船上的應(yīng)用[J].中國艦船研究，2007(4):44-46.