船舶綜合電力系統

船舶綜合電力系統係指將傳統船舶相互獨立的機械推進系統和電力系統以電能形式合二為一，通過電力網絡為船舶推進、通信導航、特種作業和日用設備等提供電能，實現了全船能源的綜合利用 ^[1]  。

船舶綜合電力系統分交流、直流2種形式。

船舶採用綜合電力系統，不僅實現了船舶推進系統和電力系統的集成，而且更容易實現全船能量的精確高效控制以及多種再生能源的靈活接入，降低船舶動力對傳統化石燃料的依賴度。

19世紀初，蒸汽機逐漸取代人力、風力作為船舶動力，標誌着船舶動力的第一次革命開始。20世紀中葉以來，內燃機、燃氣輪機、核動力汽輪機逐步發展成熟並被應用於船舶動力，船舶動力的第二次革命由此開啓。船舶綜合電力系統被譽為船舶動力的第三次革命。

綜合電力系統不僅使船舶動力從機械化走向電氣化、信息化和智能化，還被推廣應用於全電化特種車輛、多電飛機、軌道交通、新能源發電等軍民通用技術領域。大力發展綜合電力系統，將帶來巨大的軍事、經濟和社會效益。

在國外，船舶綜合電力系統首先應用於軍事領域。美、英等西方發達國家自上世紀80年代開始進行綜合電力系統研究，近年來已經實現中壓交流綜合電力系統的工程應用。2009年7月服役的英國45型驅逐艦，是世界上首艘採用中壓交流綜合電力系統的水面主戰艦艇。此外，英國CVF航母、美國DDG1000驅逐艦、法國“西北風”級兩棲攻擊艦等均採用了中壓交流綜合電力系統。

本世紀初，國外開始在民用船舶中應用綜合電力系統。以中壓交流和低壓交流兩種電制形式為主，如美國亞特蘭蒂斯號科考船、海洋綠洲號郵輪、荷蘭藍色馬林魚號半潛船等。

根據國外船舶綜合電力系統的發展情況，綜合電力系統可分為第一代和第二代。

第一代綜合電力系統技術成熟，但存在設備體積和重量偏大、系統效率偏低、供電連續性不高等缺點；第二代綜合電力系統採用中壓直流電制，突破了系統頻率限制，降低了對原動機調速特性的要求，大幅減小了設備體積和重量，提高了系統效率和供電連續性，但技術發展尚未成熟。

我國綜合電力系統的發展以“十五”為起點，通過初期探索，形成了系統概念方案、主要設備和全系統的目標圖像，明確了綜合電力系統的技術發展路線，即軍用艦船要求裝機容量大、功率密度高、適裝性好，應優先採用中壓直流綜合電力系統；民用船舶要求建造成本低，現階段宜優先採用中壓交流或低壓交流綜合電力系統。

十五至十一五期間，我國建成了綜合電力系統的基礎理論體系，先後攻克了系統網絡結構、集成化發電、先進感應推進等數十項關鍵技術。“十二五”以來，我國在綜合電力系統研究方面更是取得不少進展。例如，海軍工程大學艦船綜合電力技術國防科技重點驗室提出一二代混合的綜合電力系統技術方案，牽頭並聯合國內船電行業優勢單位，構建了中壓直流綜合電力系統，同時完成全系統聯調試驗，使我國成為世界上首個實現中壓直流綜合電力系統的國家。