小型船舶简易AIS设备供电方法研究及设计文献综述
2020-04-14 22:11:42
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目的:随着科技的发展,船舶行业变得大型化,高速化,密集化,面对的航行情况也越来越复杂,航行事故越来越频繁,船员的安全更是重中之重,而必要的航海仪器对船员的操作,安全都有了很大的保障。船舶自动智能识别系统也就必不可少,AIS是一种新型的助航系统设备,应用于船与岸,船与船之间的船舶和通信的重要系统和技术设备。人类早期是通过红绿灯来协调碰撞,随着人类的科学技术的进步,逐渐智能化发明了雷达,但雷达反映较迟钝以及自身局限的特点后来开发了ARPA,但对许多船舶也会有很多局限,随之人类发明了AIS。主要防止船舶碰撞,可以将船舶的表示信息,位置信息,运动参数等相关重要数据通过VHF传播给周围的船舶,通过船舶智能识别和信息交流避免船舶事故发生。AIS的正确使用有助于加强海上生命安今、提高航行的安全性和效率,以及对海洋环境的保护。AIS的功能有:1、识别船只;2、协助追踪目标;3、简化信息交流;4、提供其它辅助信息以避免碰撞发生。
从1992年IAL向IMO,ITU提议使用DSC应答应系统至今AIS从酝酿到标准的制定历史十余年,逐渐走向成熟。然而简易AIS系统在船舶上的应用供电显得格外重要。随着电子技术的发展,开关电源已经开始广泛的应用在各个领域当中。由于电子设备的不断研发和制造,开关电源的各方面要求也随之不断的提高和完善,人们对其的需要也在不断的提高。而开关电源因为具有体积小、重量轻、高效率,方便,可携带,便于充电等优点,成为使用最广泛的电源。本设计就是做出最适合小型船舶简易AIS系统的供电电源。
2.国内外研究现状分析:在过去几年中, 欧洲、北美发展AIS较活跃, 进行了一系列的试龚.如加拿大从1993年起先后对几种AIS技术进行评估试验.1997年夏天, 加拿大海岸警备队和航运界船舶、 海岸中心、引航员等合作进行了AIS试验。瑞典、北欧一些国家, 在舰船上利用全球定位和通信系统作了大量实验工作。美国、加拿大、法国、丹麦和芬兰实验广播式AIS。在英国沿岸使用VHF/DSC通信方式的设置DSC式应答器系统, 通报容量为20个报告/min并投人使用。美国阿拉斯加州的巴尔斯也设置了VTS式应DSC答器系统。南非用的SOTDMA应答器系统,通报容量为1800个/min报告瑞典、芬兰用的同样的系统, 通报容量为2500个/min报告。近年来, 澳大利亚着AIS重研究概念的发展,AIS的使用要求、性能要求和技术标准, 美国研究300吨以上船载通用AIS装置的要求, 新加坡试验了AIS在VTS中的应用, 等等。前几年世界上 一些航运发达的国家已开发AIS产品并有自己的数据格式、标准。从1998年IMO MSC69会议采纳了性能标准后, 各国大多数厂商均在按照IMO,ITU最新标准尽快改造旧产品, 开发新产品.我国航运科技界一直十分关注AIS的发展,尽管AIS正在迅速发展,但对的研究尚处于起步阶段,AIS并不是万能的,目前它在普及范围,通信方式,信息兼容等方面海迅在许多不足,他为我们起到的仅仅是一种保障手段如AIS应用有局限性,不可能识别水上移动体等。但也同时把我们带入一个心得航运时代。一些企业、厂家正在进行收集资料、市场调研。我国海事局和上海海事局在推进在我国应用发展中作了大量的工作, 对在我国推广和应用起了重要的促进作用。自T.Wahl第一次提出卫星AIS探测技术概念以来,德国,挪威,欧盟,加拿大,美国等国家和地区积极开展卫星AIS信号可捕获以及重叠冲突信号可识别等关键技术,成功进行了载荷搭载和卫星发射试验。国外AIS卫星系统按需求和发展途径可分为两大类,一类是发展专用的AIS微小卫星,以挪威AISSat-1,德国的Rubin系列等为代表;另一类是打杂AIS探测载荷,以加拿大的RCM-AIS卫星,每股Tacsat-2卫星为代表。我国航运界虽然一直对AIS的发展十分关注,上海海事局一直在跟踪和研究IALA的最新动态,我国海事总局和上海海事局在推进AIS在我国的应用中做了大量的调研工作。他们专门组织了专家学者研讨AIS.翻译编写有关MS的国际标准,邀请国内的导航设备厂、软件公司和大学研究所来研究AIS系统的各项技术,也提出了长江口AIS系统的设想和一系列建设方案。
长期以来直流电源系统因其电压等级低、技术门槛较低等因素,其受到的关注度有限。不过,随着电力技术智能化技术的广泛融合,电网的运行、控制和调度的数字化、信息化智能化等方面得到显著的发展,对站用直流电源系统的供电可靠性和安全性提出了更高的要求。一旦直流电源系统发生故障,非常容易造成主设备丧失控制与保护功能,特别是在电网发生故障时,无法快速切除故障甚至造成事故扩大,延缓电网恢复时间,使电力系统受到的危害和引起的损失也更大。全国近年来发生的事故也不断地印了这一点。这也使得国内外电力行业对直流电源系统的关注度逐渐提升。
国内2009 年、2010 年随着蓄电池数量增加约 50% ,直流系统缺陷数量大幅增加,在随后的 2011—2016年直流配电系统缺陷数量得到较好的控制。从年度缺陷与蓄电池组数量之比,可看出 2011—2016 年直流系统缺陷率保持在较稳定的水平。这与 2010 年以来管理和运维水平的提升密不可分。充电装置缺陷约占缺陷总量的 39% ,是直流电源系统中最容易存在缺陷的设备之一,此外,对蓄电池的运行维护不佳也是促使蓄电池寿命缩短的一个因素。通过对德国、英国、澳大利亚、爱尔兰、西班牙、波兰以及沙特阿拉伯等国家直流电源系统的调研,国外与国内直流电源系统的主要差异表现在直流电源系统的带电监测、检测设备的应用、系统网络结构、蓄电池的应用以及维护等内容。随着世界范围内能源使用产生的环境问题愈发突出, 传统能源对人类的发展制约越来越明显。而环保清洁能源越来越受到广泛关注。太阳能光伏发电取得较为快速的发展。光伏发电与传统电源不同, 输出功率不可控并且受环境条件影响较大,光照强度、温度等发生变化都可能对其产生剧烈影响。 因此,光伏电源接入对电网的冲击影响是阻碍其大规模接入电网、替代传统发电形式的主要绊脚石。而储能技术作为电力系统中的新兴技术,通过选取适当的储能方式,采用适当的控制方法, 可以有效解决光伏系统出力的随机可控等问题,减小光伏发电出力变化对电网的冲击。 因此,研究光伏并网系统中储能技术的应用具有极大实际价值储能技术是一种先进的电能存储技术,电能可以转化为多种形式不同的能量进行存储,如势能、化学能、机械能、电磁能等。 依据电能转换之后的形势, 储能技术的典型分类为机械、电磁、电化学储能三大类。 机械储能主要是指抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能三种形式; 电磁储能包括超级电容储能和超导储能两种形式;电化学储能主要指各种电池,主要有铅酸、锂离子、液流和钠硫电池四种类型。据统计,2008年,我国光伏发电设备新增装机容量4.5万kW。同年我国累计光伏装机容量为15.1万kW,同比增长42%,在《可再生能源中长期发展规划可再生能源重点发展领域和目标》中2010年太阳能光伏发电目标30万kW.随着技术不断发展,我国薄膜太阳能电池技术的基础研究和产业化实验,终于与国际保持同步,电源设计也正在迅速发展。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}通过在武汉理工大学李老师的指导下,以及对本课题的前期了解与分析,确定本文的研究内容如下:
(1)根据查阅小型船舶简易AIS设备供电方法研究及设计的文献,了解AIS设备和其供电方式。