船舶电力负荷计算方法及电算处理
电力负荷的计算方法
电力负荷的计算方法一、需要系数法（二）负荷计算的需要系数法 2．单组设备计算负荷当分组后同一组中设备台数>3台时，计算负荷应考虑其需要系数。
∑==ni Ni d c P K P 1φtg P Q c c =3．多组设备计算负荷∑=∑=mj cj P c P K P 1∑=∑=mj cj Q c Q K Q 122c c c Q P S += rc c U S I 3=二、二项式法1．单组用电设备组中设备台数≥3时的计算负荷x ni Ni c cP P b P +=∑=12．多组用电设备组的计算负荷m ax 11)()(x m j ni Nij j c cP P b P +=∑∑==φφtg cP tg P b Q x j m j ni Nij j c m ax 11)()(+=∑∑==三、利用系数法四、利用各种用电指标的负荷计算方法适合于用电设备台数及容量尚未确定时所作的负荷计算。
1．负荷密度法 S P c ρ= 2．单位指标法 N P c α= 3．住宅用电指标法 N K P c β∑=五、各种负荷计算方法的特点及适用范围1、指标法中除了住宅用电量指标法外的其他方法一般只用作供配电系统的前期负荷估算。
2、需要系数法计算简单，是最为常用的一种计算方法，适合用电设备数量较多，且容量相差不大的情况。
3、二项式法考虑问题的出发点就是大容量设备的作用，因此，当用电设备组中设备容量相差悬殊时，使用二项式法可以得到较为准确的结果。
4、利用系数法是通过平均负荷来求计算负荷，这种方法的理论依据是概率沦与数理统计，因此是一种较为准确的计算方法。
船舶电力系统的负载预测与优化
船舶电力系统的负载预测与优化在现代船舶的运行中，电力系统扮演着至关重要的角色。
船舶电力系统不仅要为船舶的航行、通信、导航等关键设备提供稳定可靠的电力供应，还要满足船上各种生活设施和娱乐设备的用电需求。
随着船舶的日益大型化、智能化和多功能化，对电力系统的要求也越来越高。
其中，负载预测与优化是提高船舶电力系统性能和经济性的关键环节。
负载预测是指根据船舶的运行状态、任务需求、环境条件等因素，对未来一段时间内电力系统的负载情况进行估计。
准确的负载预测可以帮助船舶运营者提前做好电力规划和调度，合理安排发电设备的运行，避免出现电力不足或过剩的情况，从而提高电力系统的可靠性和稳定性。
同时，负载预测也是优化电力系统运行的基础。
船舶电力系统的负载具有多样性和复杂性的特点。
不同类型的船舶，其负载类型和负载特性也有所不同。
例如，货船的主要负载是推进系统和货物装卸设备，而客船则需要为大量的生活设施和娱乐设备提供电力。
此外，船舶的运行状态（如航行速度、航向、海况等）也会对负载产生影响。
在进行负载预测时，需要综合考虑这些因素。
目前，常用的船舶电力系统负载预测方法主要有基于历史数据的统计分析方法、基于物理模型的计算方法和基于人工智能的预测方法等。
基于历史数据的统计分析方法是通过对过去一段时间内的负载数据进行分析，找出负载的变化规律，从而对未来的负载进行预测。
这种方法简单易行，但预测精度往往受到历史数据的质量和数量的限制。
基于物理模型的计算方法是根据船舶的设备配置、运行参数等建立物理模型，通过计算来预测负载。
这种方法的预测精度较高，但需要对船舶的电力系统有深入的了解，建模过程也比较复杂。
基于人工智能的预测方法，如神经网络、支持向量机等，具有较强的自学习和自适应能力，能够处理非线性和复杂的负载变化，但需要大量的训练数据和较高的计算资源。
在实际应用中，往往需要结合多种预测方法，以提高预测的准确性。
例如，可以先使用基于历史数据的统计分析方法对负载的总体趋势进行预测，然后再使用基于物理模型的计算方法或基于人工智能的预测方法对局部的负载变化进行修正。
电力负荷计算方法
班制工厂Tmax=1800～2500 h,两班制工厂 Tmax=3500～4500 h,三班制工厂Tmax=5000～7000 h。
35 EXIT
平均负荷Pav和年平均负荷
平均负荷就是负荷在一定时间t内平均消耗
的功率
Pav
Wt t
年平均负荷就是全年工厂负荷消耗的总功
率除全年总小时数。
Pav
Wa 8760
11 EXIT
2 为什么要换算设备容量？
目的： 负荷统计计算； 困难： 设备种类不同； 设备工作制不同；
12 EXIT
3 工厂常用用电设备类型 ①生产加工机械的拖动设备； ②电焊、电镀设备； ③电热设备； ④照明设备。
13 EXIT
生产机械的拖动设备
功能
金属切削 金属压力加工
机床设备
生产机械的 拖动设备
15 EXIT
电镀的作用：防止腐蚀，增加美观，
提高零件的耐磨性或导电性等，
如镀铜、镀铬。
电镀设备的工作特点是：
电
镀
➢（1）工作方式是长期连续工作的。
设 备
➢（2）供电采用直流电源，需要晶闸管 整流设备。
➢（3）容量较大，功率因数较低。
16 EXIT
电热设备
电阻加热炉
主要用于各种零件的热处理
电弧炉
32 EXIT
年负荷持续时间曲 线，反映了全年负 荷变动与对应的负 荷持续时间（全年 按8760h计）的关系。
年每日最大负荷曲 线，反映了全年当 中不同时段的电能 消耗水平，是按全 年每日的最大半小 时平均负荷来绘制 的。
年负荷曲线
33 EXIT
6 负荷曲线特征量
➢年最大负荷Pmax ✓年负荷持续时间曲线上的最大负荷， 它是全年中负 荷最大的工作班消耗电能最多的半小时平均负荷P30。 ✓通常用Pmax、Qmax和Smax分别表示年有功、无功和 视在最大功率，因此，年最大负荷也就是半小时最大 负荷P30
船舶电力负荷计算软件文档
目录目录第1部分软件简介................................................................................... - 2 -1.1软件功能................................................................................................ - 2 -1.2软件主界面............................................................................................ - 2 -1.3船舶电力负荷计算方法......................................................................... - 2 -第2部分软件使用流程 ........................................................................... - 3 -2.1建立船舶电力负荷数据库..................................................................... - 3 -2.2输入每种电力设备数据......................................................................... - 5 -2.3打开电力负荷数据库............................................................................. - 8 -2.4修改电力负荷数据库............................................................................. - 8 -2.5计算电力负荷........................................................................................ - 9 -第3部分船舶电力负荷计算软件设计.................................................. - 12 -3.1开发环境...............................................................................................- 12 -3.2总体结构...............................................................................................- 12 -3.2.1 主菜单..........................................................................................- 12 -3.2.2 子菜单..........................................................................................- 13 -3.2.3 数据输入界面...............................................................................- 13 -3.3程序设计...............................................................................................- 13 -3.3.1 界面设计 ......................................................................................- 14 -3.3.2 代码设计 ......................................................................................- 14 -3.3.3 关键技术 ......................................................................................- 14 - 第4部分版本更新历史 ......................................................................... - 16 -第5部分软件开发人员名单 ................................................................. - 16 -船舶电力负荷计算软件文档第1部分软件简介船舶电力负荷计算系统软件V1.0由大连船舶重工集团与大连海事大学联合开发。
船舶电气与通讯-第三章 船舶电源的种类及容量确定
0.91 0.90 0.88 0.90 0.87 0.90 0.88 0.89 0.75 0.92 0.92 0.75 0.87 0.87 0.87 0.87 0.85 0.85 0.91 0.85 0.93 0.91 0.83 0.90 0.89 0.87 0.87 0.88 0.86 0.86
40
40 80 80 80 80 80 80 80
1.45 6.7 6.74 10.2 11.1 4.55 3.91 11.7
40 80 80 80 80 80 80 80
1.45 6.7 6.74 10.2 11.1 4.55 3.91 11.7
80 80
6.7 6.74
80 80
3.91 11.7
80 80
燃油分油机 轻柴油分油 机 滑油分油机 燃油驳运泵 轻柴油输送 泵 滑油输送泵 舱底泵 压载泵 日用淡水泵 卫生水泵 饮水泵 热水循环泵 蒸发器凝水 泵 蒸发器给水 泵
主机盘车机 机舱起吊机 车床 砂轮 钻床 电焊机 救生艇吊艇 机 舷梯起吊机 探造灯
消防泵 货油泵 冷藏货舱压缩机 冷却泵 货舱通风机 机舱通风机 CO2室抽风机 冷藏机舱抽风机 冷藏机舱送风机 厨房送风机 厨房抽风机 浴室、厕所抽风 机 照明设备 助航、通讯用变 流机
通常电动机的额定功率应略大于机械设备的额定功率
（2）机械负荷系数K2
P3 K2 P2
P3: 电机拖动的机械设备的实际使用功率
（3）电动机负荷系数K3
P3 K 3 K1 K 2 P1
e
（4）电动机以额定功率运行时从电网吸收的需要功率 P4
P4
P1
e
ηe: 电动机在额定功率时的效率
第三章船舶电源种类及容量确定
舰船电力系统保护性能指标计算方法
舰船电力系统保护性能指标计算方法
一、舰船电力系统保护性能指标计算方法
我国海军舰船电力系统装备水平与世界发达国家基本持平，但对于保
护装置指标的选择及维护工作实行恰到好处，还有待加强。
为此，研
究者对舰船电力系统保护装置指标计算方法进行了深入研究，给出了
如下计算方法：
1、舰船电力系统电网保护指标：
首先，确定电网的反应时间范围，确定负荷的特性，电网的特性，电
网的重要性，保护系统的结构，然后确定反应时间，实际反应时间与
设计反应时间做比较。
2、舰船电力系统过电压保护指标：
根据电力系统的负荷结构、电网的负荷及特性、舰船电力系统的过压
极限及过电压保护装置的结构确定过电压能够抑制的程度，控制和投
入的过电压及时机，确定可接受的过电压范围，选择合适的过电压保
护装置实现过电压的自动抑制。
3、舰船电力系统过流保护指标：
根据电网的负荷特性、电网过载基本素质及特性，确定各级受控负荷；同时，了解电网中接受电力设备的特性，如过载容限、负荷因子、最
大被保护负荷点等，确定过流保护的范围。
4、舰船电力系统短路保护指标：
首先，分析电网的短路特性，检测受控负荷部分的特性，给出短路保护指标；其次，确定短路电流本身的稳定电流和短暂电流，以及其与受控负荷的比值，确定合理的短路保护参数。
运输船电力负荷计算探讨
第3期(总第122期) 2009年12月船舶设计通讯J O U R N A L O F SH I P D E S I G NN O．3(S er ial N O．122)D e ce m be r2009运输船电力负荷计算探讨顾一清姚炯陈逢源(上海船舶研究设计院，上海200032)[摘要]文章对电力负荷计算的计算方法、计算工况、设备本身功率的选取、计算表中涉及的相关系数的确定等四个方面的问题进行探讨，分别阐述了它们对电站配置的重要影响，并提出了合理配置电站的基本思考原则。
[关键词1电力负荷计算；计算工况；计算方法；电站配置[中图分类号]U674．3+3[文献标识码]A[文章编号]1001—4624(2009)03—0070—06El ect ri c L oad B al ance C al cul at i on of C ar go C a r r i e rG u Y i qi ng Y ao j i ong C hen Fenyuan(Shanghai M er c hant Sh i p D es i gn and R es e ar ch I ns t it ute，Chi na，200032)A bst r a ct：T hi s ar t i cl e di s cu s s ed t he f ol l ow i ng f our aspect s r el at ed t o t he el ect r i c l oad bal ance c al c ul at i on as c al cul a t i on m e t hod，w or ki ng condi t i on，conf or m at i on of t he pow er of t he equ i pm e nt and t he corr el at i ve f actor，and al so adva nce t he pri nc i pl e of t he c onfi gur a t i on of t he s hi p pow er s t at i on．K eyw or ds：el ect r i c l oad bal ance c al c ul a t i on；w orki ng c ondi t i on；c a l c ul at i on m et hod；pow er st at i on conf i gurat i onU刖昌船舶设置电站容量的大小、配备发电机的数量，单台发电机规格的选取历来是船舶电气专业一项重要的研究课题，也是考核船舶安全性和经济性的重要指标。
计算负荷的方法
计算负荷的方法负荷计算是电力系统设计中的重要环节，它是指在一定时间内，电气设备需要供给的总功率或总电能。
正确的负荷计算可以为电力系统的设计、运行和维护提供重要依据，因此掌握负荷计算的方法至关重要。
下面将介绍几种常用的负荷计算方法。
首先，最常用的负荷计算方法之一是按照设备的额定功率进行计算。
在实际工程中，我们通常会根据设备的额定功率来计算其负荷。
设备的额定功率是指设备在正常工作状态下所能承受的最大功率，通常以千瓦（kW）或兆瓦（MW）为单位。
通过统计各个设备的额定功率，并考虑它们在不同时间段的使用情况，可以得出系统在不同时间段内的负荷情况。
其次，还可以采用负荷曲线法进行负荷计算。
负荷曲线是指在一定时间范围内，系统负荷随时间变化的曲线。
通过对历史负荷数据的分析，可以得出系统的负荷曲线。
在实际工程中，可以根据负荷曲线来预测系统未来的负荷情况，从而合理安排发电设备的运行和调度，以满足系统的用电需求。
此外，还可以采用负荷率法进行负荷计算。
负荷率是指实际负荷与额定负荷之比，通常用百分比表示。
通过对系统的实际负荷和额定负荷进行比较，可以得出系统的负荷率。
负荷率的大小反映了系统的负荷状况，对于电力系统的规划和运行具有重要意义。
最后，还可以采用负荷分段法进行负荷计算。
负荷分段是指将系统的负荷按照不同的时间段进行划分，然后分别计算每个时间段内的负荷。
这种方法可以更加精细地分析系统在不同时间段内的负荷特点，为系统的运行和调度提供更加详细的信息。
综上所述，负荷计算是电力系统设计中不可或缺的一环，正确的负荷计算方法可以为系统的运行和调度提供重要依据。
在实际工程中，我们可以根据设备的额定功率、负荷曲线、负荷率和负荷分段等方法来进行负荷计算，以确保系统能够稳定可靠地运行。
希望以上介绍的负荷计算方法对大家有所帮助。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
船舶电力负荷计算方法及电算 处理． 课程名称：船舶电站自动控制系统与管理 学生名称：
学生班级： 学生学号： 尚前 任课教师 : 课程成绩
完成时间： 2014 年 6 月 28 日 power station design, in order to determine the total capacity of the ship power station and power of generating units and the number of single generating unit, calculating power load under various operating conditions is needed. The calculation of the total power, considering the simultaneity usage coefficient , factors such as network loss and reserve capacity at the same time, is to determine the power and quantity of the generating unit. Therefore, the correct power load calculation, reasonable power plant configuration is more important. Keywords：operating conditions；load coefficient；three kinds of load method；demand coefficient method
一 .船舶的运行工况 由于船上各用电设备的工作情况与船舶的运行状态有关，不论用什么方法计算，电站容量都是按照船舶不同的工况分别进行的。研究船舶各种典型工况的目的是要找出最大用电量、最小用电量，最大负荷的工况——用来确定电站的总容量以及最小负荷的工况——用来确定单台发电机或最小发电机的容量从而得出用电规律。目前，在负荷计算中一般包括航行工况、进出港工况、装卸货工况、停泊工况及应急工况五种运行工况。下面分析每种工况对电站配置的影响。 （1）航行工况：满载全速的航行状态的工况，一般来说是在船舶单个运行周期中占用时间最长的一种通用性的普通工况。 （2）进出港工况：进出港低速航行、靠离码头时使用锚绞设备和侧推（如配有）等机动状态的工况。这种工况下除使用锚绞设备外，还使用了正常航行所需要的大部分设备，所需要的总功率一般较大，而此种工况按照规范要求还需配备备用发电机组。因此，通常作为确定电站总容量大小的参考工况。 （3）装卸工况：:装卸货时的工况。此种工况下主机已不再运行，为主机服务的辅助机械也不使用，使用的设备主要是装卸货需要的甲板机械、压载泵、照．
明等设备。当装卸工况下有这些大功率设备使用而使总负荷量较大时，此种工况也作为确定电站总容量的参考工况。 （4）停泊工况：船舶无装卸作业停泊码头状态的工况，这种状态主要的负荷就是生活用电和一些机修设备，此时负荷功率最小，往往作为确定最小发电机容量的参考工况。 （5）应急工况：发生海损主发电机失效的工况。主发电机组不能工作的情况通 常可以分为三大类，第一种是机舱发生火灾；第二种是机舱进水；第三种是主发电机组发生故障；而机舱火灾情况下的负荷总功率最大。因此，通常将这种情况作为选择应急发电机的容量的依据。需要注意的是，千万不能把所有可能发生的紧急情况都叠加起来来考虑应急发电机的容量，这样选出来的应急发电机容量是偏大的。 综上所述，可以得出船舶的负荷与各个工况的关系：负荷的大小是与传播的工况时密切相关的；船舶各种设备一般是低于或等于其而定的功率下的状态工作。
二.各项负荷系数的确定 1．电动机的利用系数 在对船舶电站容量计算的过程中，离不开对电动机利用情况的考虑。从以往的情况看，当船舶的电动机的最大功率没有办法确定时，则将其利用系数统一设定为1，这样的做法显然不够科学。所以，在船舶选配电动机的时候，对于系列产品中电动机功率不一定与设配轴上的功率相对应，有时候为了满足启动转矩，则选用功率稍大一些的电动机，所以电动机的功率未必全部得到利用，也就产生了利用系数。因为不能完全与设配相适应，因此这个系数应当小于1，所以在电站容量计算中应当将其考虑为0.8~0.9，根据工况有的甚至为0.7。根据经验，如果不能够准确其值，则应统一为0.9，这样计算出来的结果较为准确，但多数偏高。 2．电动机使用功率的效率系数 电动机的实际使用功率有一个较为固定的效率系数，也就是电动机实际负荷工作时的效率，这个系数原本可以利用电动机的曲线特性来得出，但是这样给计算带来了较为复杂的数学问题。实际中为了方便计算，都是利用选定的额定效率系数ηe作为参考，计算的结果虽然存在偏差，但是体现出来的影响并不大。这主要是因为，从直流电动机的角度看，其效率在使用范围内变化不大，因此可以认为其功率时效率ηe为定值，而异步电动机在低负荷的时候效率低，从其特性曲线中发现，当电动负荷在50~100%间，其效率变化小于5%，因此综合看，选择固定的效率值是可行的。 3．机械载荷系数 对于电动机的机械载荷系数，要想确定一个较为准确的值，也是比较困难的。系数是一个定量值，因为用电设备配置在某个状态下，其实际的使用功率是一个变化的数值，计算过程中无法确定。通常的做法是采用经验数据作为选取系数的依据，如：通常使用的恒速的机械，包括风机、泵类等，其机械负荷通常取值为0.8~0.9，而锚机、绞盘机械则为0.6~0.7，舵机则更小，为0.3~0.4，这里的系数取上限还是下限，要根据船舶整体配合的情况来进行确定。 4．同时运行的系数 同时运行的功率系数选择是直接影响计算结果的重要指标，要确定十分准确的．
数值也是相当困难的。实际中常用的方法是将船舶情况分类，即将船舶的工况、型号、设备数量等进行综合划分，并衡量其同时工作的可能性来选取。如：船舶上的设备较多，或者船舶型号较大，这样其设备同时运行的可能性就小，则同时系数就小，反之小型船舶，设备少的同时系数就要大些。一般采用的同时系数在0.8~0.9之间，而负荷系数则在0.3~0.5之间
三.负荷的计算 对船舶电站容量计算可以采取多种计算方法，普遍使用的方法有：概率分析法进行计算；昼夜航行图表计算；负荷系数计算。概率分析法适用的是有参考的同类型的船舶，而小型船舶、电动辅助不多的船适用于昼夜航行图表法，实际中采用最多的是负荷系数计算。其中负荷计算有两种计算形式，需用系数和三类负荷计算方式。在电站的电容确定后，技术人员可以按照计算的结果选取对应的产品，并根据发电机组的标准来配套发电机。这就是船舶电站电容计算的重要作用。 1.负荷分类 计算全船电力负载时，可根据使用情况，将负载作如下分类： （1）第Ⅰ类负载——连续使用的负载，如航行时主机冷却水泵。 （2）第Ⅱ类负载——短时或重复短时使用的负载，如航行状态时的燃油输送泵。 （3）第Ⅲ类负载——偶然短时使用的负载，以及按操作规程规定可以在电站尖峰负载时间外使用的负载，如航行状态下的机修机械。 三类负载的分法，与船舶运行工况有关，如在航行工况下连续使用的负荷属于第Ⅰ类负载；在航行工况下使用若干小时停止使用若干小时的负载（如燃油离心分油机等）作为第Ⅱ类负载；而在靠离码头时，虽然起锚机工作时间较短（仅有30min 左右），但在该工况下，一般都作为第Ⅰ类负载。
2.负荷系数 K1 ．电动机利用系数1．
对电动机来说，电动机的输出额定功率不一定恰好和机械轴上所需的额定功率相符，为了保证启动力矩和短时发出最大力矩，电动机额定功率网网选的比较大。因此，电动机功率并未充分利用。电动机利用系数定义为机械的轴上最大功率
PM与电动机的额定轴功率PN之比，即 式中 PM——机械轴上最大功率； PN——电动机的额定功率。 2．机械负荷系数K2 每一台辅机，有一实际使用功率P2，在某一运行状态时，接卸并不一定满负荷。机械负荷系数K2定义为每一机械实际使用轴功率P2与机械最大轴功率PM之
比，即： 式中 P2——某状态下机械轴上实际需要率； PM——机械的最大轴功率。 3．电动机负荷系数K3 在通常负荷条件下，实际机械负荷所需要电动机输出的功率，可用电动机负荷系数来描述，即用K1与K2的乘积反映电动机的负荷情况。 电动机负荷系数定义为：
从（2-3）可以看出，电动机负荷系数K3反映的是实际机械负荷与电动机额定功率之比。 4．同时使用系数K0 在某一运行状态时，同类机械不一定都同时使用，因此我们用一组同功率的用电设备的同时使用系数K0来计及它的影响。
同时使用系数为 式中 n——该组同时工作的用电设备数目； m——该组用电设备的总数。 5．Ⅰ类和Ⅱ类负荷同时使用系数的确定 船舶在某运行工况状态下，不可能所有用电设备都一直处于工作状态 1.第Ⅰ类负载——有时考虑到各辅机和用电设备最大负载的不同特性，可取其同时系数为0.8~0.9。 2.第Ⅱ类负载——可按该负载的平均工作时间和工作周期之比来估算。当没有确切资料时，可参考表3-3 选取。不难看出，利用同时系数逐一计算各间断负载的所需功率也是十分繁琐的，所以实际计算时，通常是采用负载系数计算出各间断负载总需要功率后，再乘以总的同时系数的方法，这一同时系数一般取．