题目：舰船综合全电力推进系统谐波分析研究

近年来，国外采用综合全电力推进系统的舰船发展迅速，国内也出现了采用综合全电力推进系统的民用船舶。与传统的船舶电力系统相比，综合全电力推进系统的大功率变频推进装置会向电网注入大量高次谐波电流，对船舶电网产生很大影响。因此，预测船舶电网谐波，掌握系统中谐波情况，对于防止谐波危害、提高供电质量、保证系统安全稳定运行是十分必要的。本文对综合全电力推进系统舰船的谐波问题进行了深入的研究。首先简单分析了舰船综合全电力推进系统谐波产生的原因以及对舰船电气的影响，研究了变频推进装置供电侧的谐波特点。其次研究了谐波频域计算方法和时域仿真方法，并建立系统元件的数学模型。最后基于EXCEL工作表和MATLAB软件建立了综合全电力推进系统的频域和时域分析的系统模型，并对几种典型工况进行了系统仿真和谐波分析。通过对综合全电力推进系统不同工况的分析可以看出，增加系统整流脉动数和提高系统的短路容量，可以降低系统母线谐波电压总畸变率。这是综合全电力推进系统中改善供电质量常用方法。结果证明，几种典型工况下的电流和电压的谐波总畸变率都符合IEC61000-2-4标准对工业用户的要求以及挪威船级社和劳氏船级社标准要求。从分析过程和结果也可以看出，基于EXCEL工作表的谐波计算流程简单、速度快，适合固定结构的系统，如果反映非线性设备谐波电流谱准确，计算结果也很精确；基于MATLAB软件的系统仿真能直观地反映电磁暂态现象，建立系统模型速度较快。两者对综合全电力推进系统的设计和优化都有一定实用性。