大型船舶綜合電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化與智能運行關鍵技術及應用
2019年上海市科技進步一等獎
在復雜多變海況與惡劣運行環(huán)境中,大型綜合電力系統(tǒng)各類型擾動和故障頻繁,嚴重影響了大功率變頻裝置與高精密儀器的可靠運行,系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題遠比陸地電網(wǎng)嚴峻,亟需突破解決。提高裝備性能和系統(tǒng)調控水平,是保障我國由造船大國向造船強國轉型升級的重大需求。圍繞綜合電力系統(tǒng)優(yōu)化與智能運行技術難題,歷經(jīng)十余年的產(chǎn)學研攻關,取得了多項獨創(chuàng)性技術成果:
1、發(fā)明基于多電平功率模塊的大功率變頻系統(tǒng)及自適應虛擬同步電機控制技術,研制國產(chǎn)5MW大功率多重優(yōu)化控制變頻裝置。
2、首創(chuàng)多頻帶混合電力濾波器及參數(shù)動態(tài)優(yōu)化技術,開發(fā)變壓器可控預充磁裝置,研制船舶電能質量診斷與協(xié)同優(yōu)化控制系統(tǒng)。
3、提出大型船舶電站-電網(wǎng)自適應廣域協(xié)調保護方法,研制協(xié)調保護裝置與模糊多目標故障智能自愈系統(tǒng)。
4、發(fā)明船舶負載功率波動模糊分頻與協(xié)同優(yōu)化分配技術,提出綜合電力系統(tǒng)分級協(xié)同穩(wěn)定控制機制與方法,開發(fā)船舶能量動態(tài)智能優(yōu)化管理系統(tǒng)。
項目獲16項專利,成果整體達國際領先水平,打破了國外技術壟斷與封鎖,解決了我國民用船舶電力系統(tǒng)關鍵裝備“卡脖子”的問題,有效支撐了綜合電力系統(tǒng)的優(yōu)質運行。成果已成功應用于“海洋981”半潛式鉆井平臺、“雪龍2”等綜合科考船、大型箱船,其中“東方紅3”科考船電網(wǎng)運行參數(shù)部分世界領先,獲CCTV、新浪網(wǎng)等多家權威媒體報道。項目核心裝備與系統(tǒng)打通了高技術船舶上下游產(chǎn)業(yè)鏈,推動了上海船舶工業(yè)高端化轉型與發(fā)展,近三年新增產(chǎn)值10.39億、利潤1.48億、利稅0.5億,衍生技術已拓展應用至多個配電網(wǎng)示范工程。
圖 2 自主優(yōu)化控制大功率變頻裝置
圖 3 混合濾波器實物圖
圖 4 電能質量主動優(yōu)化控制系統(tǒng)
圖 5 智能保護與自愈系統(tǒng)現(xiàn)場應用及測試
上海交通大學
2021-05-11