1. 研究目的与意义（文献综述）

我国的船舶在最初的时候是采用直流电制的，在二十世纪六十年代开始逐渐向交流电制转变。船舶电力系统由直流转变为交流由如下几方面的影响，首先是直流电机的结构上有一定的缺陷，而交流电机以其无换向器、结构简单，重量轻、体积小的绝对优势，成为了当时船电系统的最佳选择，而且多数鼠笼式电动机可直接启动，启动过程简单方便，维护保养的工作量也大为减少。第二，由于当时直流变电技术比较落后，而交流电机在当时处于发展巅峰，从而让交流电制成为船舶电力系统的主导方向，直至目前，世界各国船舶电力系统还多数都是交流系统。在综合电力系统这一概念提出之初，船舶交流电力系统似乎是唯一的方案，然而随着交流电网技术的应用和发展，尤其是近年来船舶的大型化，对船舶供电系统的供电质量要求越来越高，它的一些劣势就慢慢暴露了出来。首先，要求接入电网的所有电机的阻尼都很大，用以减少谐波的干扰，同时，还要保证系统中的的发电机都要严格同步，它们的特性也必须严格匹配。这就增加了控制系统的复杂程度。其次，无功功率的问题也不容小觑，因为它对电网的供电品质、电压和损耗都有直接影响[3]。由于近年来大功率武器如激光炮、电磁轨道炮等高能武器的出现，未来舰船用电量将大规模提升，如今的交流电制由于其能量损失大，传输效率低，已不能满足未来舰载武器的高能要求。

交直流混合系统并不是向原始的直流系统倒退，也不仅仅是电制的改变，而是在交流发电的基础下，电能主要以直流的形式进行传输和分配，再按照用电设备的不同，转化成相应形式的电能。与交流系统相比，交直流混合系统有着更大优势，第一，交直流混合系统将发电机和电动机隔离，可以彻底解决它们之间的转速耦合问题，这样使原动机和电动机位置设计上没有拘束性，有益于优化设计；第二，电流变换用的电力电子器件比断路器更加敏捷，动作更为迅速，可提供有效的故障隔离和系统重构，系统保护性能增强，从而使船舶电力系统具有更强的稳定性，增加生命力；第三，方便接入储能系统，为舰载高能武器的增加做准备。

2. 研究的基本内容与方案

系统由交流发电机发电，经过整流连接在直流母线上，同时，储能元件、电容器、直流电机也与直流母线相连。

主要研究的是直流部分线路短路时，各个电流源供给的短路电流瞬时值、最大值以及稳态值，最后计算出短路点的总电流最大峰值和稳态值，并合成瞬时电流曲线。

当短路故障发生时，交流发电机发出三相短路电流，经过整流器输送到直流网络。储能元件进行放电，电能由电势高的储能元件端口流向电势为零的短路点。同时，滤波电容器也进行放电，通常放电时间非常短。直流电机在短路故障发生瞬间，电枢转速不会瞬时下降为 0，直流动电机转化为发电状态，向短路点提供短路电流。

3. 研究计划与安排

1-2周，查阅资料，外文翻译，完成开题答辩；

3-5周，掌握直流变换器、交流变换器的应用；

6-7周，设计dc/dc转换器和dc/ac转换器的仿真模型，设计熔断器的仿真模型；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 管小明.船舶电力系统及自动化[m].大连海事大学出版社,1999:55-58

[2] 马伟 明 . 舰 船动 力 发 展 的 方 向 — 综 合 电 力 系 统 [j], 海 军工 程 大 学 学报,2002,14(6):1-3

[3] 王庆红.舰船综合电力系统总体概念研究的思考[j].中国舰船研究,2006,(3)