摘 要

随着经济社会形势的不断变化，航运业面临着新的发展机遇和挑战。国家政策中“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”和“建设美丽中国”的战略目标，为我国航运事业带来了重大发展机遇，但航运业同时也面临着能源消耗量大、船舶舒适性差、机械设备复杂、管理不便等诸多问题。随着通信技术、自动控制技术、电子电气技术的不断发展，大量新兴技术手段被引入船舶上，以电力推进系统为代表的绿色、节能、高可靠性的推进系统成为了现代船舶发展的趋势，也被视作推动船舶产业转型升级的重要动力之一。

由于传统柴油机推进系统具有振动噪声大、污染物难以控制、机动性较差、效率不稳定等特点，因此，将机动性好、振动噪声小、污染易于控制、自动化程度高、占地面积小、操纵性好的电力推进系统引入船舶中成为当下发展的热门。本文通过阐述船舶电力推进系统的发展史；解释船舶电力推进史上的亮点；重点研究电力推进系统相较于传统柴油机效率高、噪声低、布局合理、自动化程度高、生命力强等优点；着重探讨直流电网、吊舱式推进系统、储能技术、智能电网等技术在当下所面临的问题及未来的发展可能；最后做出总结，并对国家未来发展趋势进行汇总。

关键词： 船舶；电力推进；直流电网

Abstract

With the continuous changes in the economic and social situation, the shipping industry is facing new development opportunities and challenges. The strategic goals of "promoting green development, circular development, low-carbon development" and "building a beautiful China" in the national policy have brought major development opportunities to China's shipping industry, but the shipping industry is also facing large energy consumption and comfortable ships Poor performance, complicated mechanical equipment, inconvenient management and many other problems. With the continuous development of communication technology, automatic control technology, electronic and electrical technology, a large number of emerging technical means have been introduced to ships, and the green, energy-saving and high-reliability propulsion systems represented by electric propulsion systems have become the trend of modern ship development. It is also regarded as one of the important driving forces to promote the transformation and upgrading of the shipbuilding industry.

Because the traditional diesel engine propulsion system has the characteristics of large vibration noise, difficult to control pollutants, poor maneuverability, unstable efficiency, etc., it has good maneuverability, small vibration noise, easy control of pollution, high degree of automation, small footprint, The introduction of the electric propulsion system with good maneuverability has become a hot topic in the current development. This article explains the development history of ship's electric propulsion system; explains the highlights in the history of ship's electric propulsion; focuses on the advantages of electric propulsion system compared with traditional diesel engines, such as high efficiency, low noise, reasonable layout, high degree of automation, and strong vitality; focus on DC power The current problems and future development potential of technologies such as grids, pod-type propulsion systems, energy storage technologies, and smart grids; finally make a summary and summarize the country's future development trends.

Key Words：Ship; electric propulsion; DC grid

目录

第1章绪论5

绪论5

第2章船舶电力推进系统的发展史 6

2.1船舶电力推进系统的概念6

2.2电力系统发展历史上的亮点7

第3章 船舶电力推进系统的优点8

3.1船舶电力推进系统的功率优势9

3.2采用电力推进系统的船舶船体的布置优势9

3.3船舶电力推进系统的噪声10

3.4船舶电力推进系统的高自动化程度10

3.5船舶电力推进系统的高生命力和高互换性10

3.6船舶电力推进系统的高机动性10

第4章船舶电力推进系统中重要技术11

4.1直流电网11

4.1.1直流电网的优势11

4.1.2电力稳定性和电能质量效益11

4.1.3经济效益和环境效益12

4.1.4直流电网的类型14

4.1.5直流电网的技术考虑16

4.2吊舱式电力推进系统17

4.3集成电力系统（IPS）与其电网设计17

4.4储能系统19

4.4.1 储能系统在电网中的前景19

4.4.2 储能系统在交流电网中的应用19

4.4.3 储能系统在直流电网中的应用20

4.4.4 储能系统的实际应用20

4.4.5 储能系统的局限性21

4.5 智能电网技术在船舶上的应用22

4.5.1 智能电网的智能协调管理，降低成本，减少排放22

4.5.2智能电网的故障自我诊断和电能重新配置22

第5章总结与展望23

参考文献23

第1章 绪论

自九十年代开始，电子技术领域有着突飞猛进的发展，特别是大功率电子技术，集成电路，自动控制技术和固体半导体的突飞猛进。使得世界各个强国开始对船舶电力推进系统进行深入研究。从原来小范围，低投入发展到现在制定综合全电力推进系统发展计划。如美国的DD项目、CV航空母舰项目，欧盟的“地平线”计划，英国的果敢号等。从市场角度，国内外形成了对电力推进系统强烈的市场需求。电力推进系统在工程船、破冰船、渡船、滚装船、豪华邮轮和潜艇上使用越来越广泛。有了市场需求，ABB、西门子、阿尔斯通等传统电气大公司纷纷形成成套的电力推进装置，掀起了又一轮使用电力推进器作为船舶动力装置的热潮尤其是ABB公司，近些年技术一直处于领先地位。而我国电力推进系统方面起步较晚，一直处于相对落后的状态。但由于我国在发电机、电动机、配电系统等方面已经有了一定规模的工业基础和人才储备，技术发展迅速。现在已拥有有完全自主知识产权的低压、中压两个系列的船用推进变频器、电动机、智能控制模板等电力推进系统核心技术，并具备该设备的供货能力。有资料表明，部分设备已经生产并在如挖泥船、科考船、OES、起重船、豪华邮轮和公务船等多船型三十多条船上实用。目前中船重工所属的七〇四、七一二研究所以及中国南车正在进行如纯锂电池电动力系统、燃料电池电动力系统等整套的零排放清洁能源船舶电力推进系统技术的研究与产品的开发。

第2章船舶电力推进系统的发展史