摘要：在船舶当中电站负责源源不断地为其提供所需电能，而供配电系统则是整个船舶电力系统最为关键的组成部分之一。该设备主要负责不间断地为全船供应电能。在这一背景下，本文将通过参考相关研究资料，在阐明船舶电站基本组成的基础上，结合具体实例分别从自动化控制、节能环保以及综合防护三个角度出发，着重围绕船舶电站供配电系统进行简要分析研究。
关键词：船舶；电站；供配电系统
引言：通过对船舶电站供配电系统的相关进行探究，一方面可以有效帮助人们正确认识船舶电站及其重要性，了解船舶电站供配电系统的基本组成。另一方面也可以有效掌握船舶电站供配电系统中运用的先进技术手段，进而可以为推动船舶电站供配电系统的创新与发展提供必要理论参考。同时也能够为供配电系统在船舶电站中的正常使用给予一定指导帮助。
一、船舶电站的基本构成分析
在船舶电力系统当中，电站占据着绝对的核心位置。船舶电站通过有效转换各种非电形态能量，使之成为与规定要求相符的电能，用以向船舶电网进行持续供电。在船舶电站当中，其组成构件多种多样，包括由原动机与发电机共同组成的船舶发电机组、开关电其与保护装置、控制设备等等。其中发电机组这一重要发电设备主要负责完成机械能向电能的转换，配电装置则负责对船舶发电机组所产电能进行有效接收，同时对整个船舶电站中各电力负荷进行配电的开关与控制。用以实施监控船舶电力系统，以便能够及时为其提供相应保护[1]。不同于其他电站，船舶电站因其运行环境较为特殊，导致船舶电站的容量相对较小，在启动例如电动机等在内的各种大容量负载时，受启动电流的影响经常容易出现电网电压、频率瞬时波动，进而对整个船舶电网产生冲击影响，严重时将会导致船舶电网系统无法正常运行。为此需要通过运用高效、稳定、安全的船舶电站供配电系统，以确保电站可以实现长期稳定运行。
二、船舶电站供配电系统的应用实例分析
（一）具体应用
本文为有效说明船舶电站供配电系统，以某海洋科学考察船的船舶电站供配电系统为例。在该供配电系统中运用了直流母排技术，发电机发出的电力将经由整流器直接接入直流母排当中，随后在逆变器的作用下，按照按需分配的原则为各船舶用电设备与测量仪表、保护设备等分配所需电能。在该科考船电站供配电系统当中，将直流母排作为一个集成性变频器，主要负责利用直流的方式传输和分配电能。在发电机与电动机中选择使用技术已经较为成熟的交流电机。该船舶电站供配电系统中，因受到直流母排隔离作用的影响，使得发电机频率自由度明显增大，柴油机可以充分依照自身具体负荷需要，对转速进行机动调整以此有效控制柴油机油耗，在为船舶各用电设备持续提供所需电能的同时，也可以达到节能环保的效果。
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（二）相关分析
1.自动化控制
为有效提高船舶电站供配电系统的控制效率，保障其控制精准性，在该海洋科学考察船电站供配电系统中采用的了PLC控制技术，并利用微机建立起相应PLC控制系统。该系统可以通过充分利用计算机的强大运行能力，自动完成电压、电流等各项重要参数的搜集整理，并按照一定计算方式获得调频、合闸指令，进而达到自动并车的效果。但在此过程中，只有当发电机电压与运行机组电压基本一致、频率和电压相位大致相同的情况下，才可以通过运用PLC控制系统或的较为理想的自动并车效果。系统在实际运行时，当完成对样本的初始化操作后，将会自动启动并车程序，对差压在规定范围值内与否进行精准判断[2]。如果差压值与规定允许值相符合，则系统将会继续对其是否在频差允许范围内进行判断，如果判断结果为是，系统此时将会自动生成运行合闸的指令。运用在该船舶电站供配电系统中的PLC控制系统，专门设置了相应的端口负责接收PLC程序与计算机之间的各项数据，并运用专门的数据寄存器在对接收的数据提供寄存服务的同时，用以表示通信参数。在PLC自动控制技术的运用下，船舶电站供配电系统的控制得以更加高效、精准。
2.节能环保性
为积极响应国家提出的节能环保、绿色低碳的号召，船舶电站供配电系统也通过积极运用各种先进科学技术，以此有效提高供配电系统的节能环保性能。例如在该科考船电站供配电系统中，通过积极运用各种新能源包括光伏发电系统、超级电容等，搭配使用直流母排技术，使得各项再生能力可以在蓄电池组的作用下实现集中存储。进而在有效保障船舶电网稳定运行的同时，也能够大大提高船舶电力系统的环保性，降低系统能耗。另外，针对传统船舶电力系统中变频器、移相变压器等装置被分散布设在各个电动机附近，使得船舶重量大幅增加，并占用了过多空间资源。因此该科考船采用直流母排供配电系统，将绝大多数功率较大的变频器全部统一集成在直流母排系统当中，进而将电气设备在船舶中占用的空间面积降至最低，而紧凑的电气设备布局也在一定程度上帮助船舶提高了自身的功能性与商业运营价值。此外，由于装船设备数量明显减少，使得电缆也随之减少，不仅有助于提高船舶整体运行的安全性，同时也有利于降低施工工作量。
3.综合性防护
船舶电站供配电系统的安全保护，是保障供配电系统实现长时间安全稳定运行的关键所在。一般在船舶电站供配电系统中，会采用装载过载、短路等保护装置的方式，为船舶发电机提供有效保护。另外，为了防止船舶电力系统在长期运行过程中，电气设备与线路之间出现短路故障，进而对整个船舶电网造成巨大冲击，通常也会采用熔断器保护的方式，即将熔断器用作发电机主开关。而为了能够进一步提高船舶电站供配电系统的安全可靠性，该科考船电站供配电系统中通过组合使用熔断器与隔离开关等装置，实现对船舶电网的有效综合性防护。在这一防护形式下，船舶中的任意一个发电部件均带有可控制的功率开关器件，受此影响，在10ms至20ms左右便可以实现系统故障电流的有效控制，快速降低船舶电网当中的故障能量，以确保船舶电网系统能够实现安全可靠运行。
结束语：总而言之，船舶电站供配电系统对于船舶自身安全运行意义重大。通过在船舶电站供配电系统中，积极运用各种先进科学技术如直流母排技术、PLC自动控制技术等，搭配使用熔断器、隔离开关等保护装置，对供配电系统提供有效综合性保护。有助于提高船舶电站供配电系统的整体运行效能，进而实现船舶的安全稳定运行。
参考文献：
[1]张优.直流母排供配电技术在科考船上的应用分析[J].船舶，2017，28(S1):174-179.
[2]夏秋芬.船舶电站供配电系统的研究[J].科技创新与应用，2014(25):168.
论文作者:李欣宇1,胡仕杰2
论文发表刊物:《科技研究》2019年5期
论文发表时间:2019/7/23
标签：船舶论文; 电站论文; 系统论文; 供配电论文; 电网论文; 电能论文; 发电机论文; 《科技研究》2019年5期论文;