大型船舶綜合電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化與智能運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
2019年上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)
在復(fù)雜多變海況與惡劣運(yùn)行環(huán)境中,大型綜合電力系統(tǒng)各類型擾動(dòng)和故障頻繁,嚴(yán)重影響了大功率變頻裝置與高精密儀器的可靠運(yùn)行,系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題遠(yuǎn)比陸地電網(wǎng)嚴(yán)峻,亟需突破解決。提高裝備性能和系統(tǒng)調(diào)控水平,是保障我國由造船大國向造船強(qiáng)國轉(zhuǎn)型升級的重大需求。圍繞綜合電力系統(tǒng)優(yōu)化與智能運(yùn)行技術(shù)難題,歷經(jīng)十余年的產(chǎn)學(xué)研攻關(guān),取得了多項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)性技術(shù)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(yīng)虛擬同步電機(jī)控制技術(shù),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(dòng)態(tài)優(yōu)化技術(shù),開發(fā)變壓器可控預(yù)充磁裝置,研制船舶電能質(zhì)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(yīng)廣域協(xié)調(diào)保護(hù)方法,研制協(xié)調(diào)保護(hù)裝置與模糊多目標(biāo)故障智能自愈系統(tǒng)。
4、發(fā)明船舶負(fù)載功率波動(dòng)模糊分頻與協(xié)同優(yōu)化分配技術(shù),提出綜合電力系統(tǒng)分級協(xié)同穩(wěn)定控制機(jī)制與方法,開發(fā)船舶能量動(dòng)態(tài)智能優(yōu)化管理系統(tǒng)。
項(xiàng)目獲16項(xiàng)專利,成果整體達(dá)國際領(lǐng)先水平,打破了國外技術(shù)壟斷與封鎖,解決了我國民用船舶電力系統(tǒng)關(guān)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(zhì)運(yùn)行。成果已成功應(yīng)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(yùn)行參數(shù)部分世界領(lǐng)先,獲CCTV、新浪網(wǎng)等多家權(quán)威媒體報(bào)道。項(xiàng)目核心裝備與系統(tǒng)打通了高技術(shù)船舶上下游產(chǎn)業(yè)鏈,推動(dòng)了上海船舶工業(yè)高端化轉(zhuǎn)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(shù)已拓展應(yīng)用至多個(gè)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(shí)物圖
圖 4 電能質(zhì)量主動(dòng)優(yōu)化控制系統(tǒng)
圖 5 智能保護(hù)與自愈系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用及測試
上海交通大學(xué)
2021-05-11