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。

船舶交直流混合电力系统中直流侧发生短路故障时，可能提供短路电流的电流源有四种，分别为发电机、储能元件、滤波电容、直流电机。推进电机通过逆变器连接到直流母线上，当直流部分短路时，母线电压的降低将会导致逆变器换相失败，停止工作，电力电子器件将电动机与系统隔离，可有效的阻隔推进电机提供的短路电流流入系统，故在计算中，可不考虑推进电机这一短路电流源。

本次研究主要内容：1． 建立直流配电系统的暂态仿真模型，研究不同故障类型，不同故障地点，直流配电系统电气量的暂态变化趋势。 2．研究直流配电系统分布参数对故障时刻暂态变化量的影响。 3．对直流配电系统的保护参数整定给出参考，验证设计图纸中熔断器参数的选择性。4．使用仿真软件（simlink）完成整个系统的仿真验证。

[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