综合电力系统（The Integrated Power System，简称 IPS）是美国等西方国家在上世纪八九十年代提出的针对船舶动力系统的先进技术思想，一般包括发电、输电、配电、变电、推进、储能、监控和电力管理。本世纪初，国外开始在民用船舶中应用综合电力系统，以中压交流和低压交流两种电制形式为主，如美国亚特兰蒂斯号科考船、海洋绿洲号油轮、荷兰蓝色马林鱼号半潜船等。它改变了传统船舶由动力系统与电力系统共同构成动力平台的格局，相比与传统船舶从概念到组成、技术、器件等方面均发生重大变化，将机械推进系统与电力系统以电能的形式合二为一，通过电力网络为船舶推进、作业、生活等提供能量，为解决影响船舶总体设计、机动性、隐蔽性、燃油经济性等问题提供了一条最佳的技术途径。

1 综合电力系统可简化船舶动力系统结构，有利于船舶总体设计的优化

目前我国绝大多数船舶的动力结构是“主机推进，辅机发电”的模式，推进由主机通过复杂轴系带动螺旋桨完成，发供电是由发电机及其控制系统、主电站、分区电站、配电箱柜等另外一个相对独立的系统完成。这两个系统均较为复杂庞大，对于吨位小、容积有限的中小型船舶，动力、电力系统的合理布置一直是困扰设计单位的难题之一，即使是吨位较大的大型船舶，由于对功能性的需要，各类系统不断增加，也给综合布置造成了很大难度。采用综合电力系统后，主动力系统与供电系统合而为一，驱动和保障完全依靠电力，取消了原动力系统中的主汽轮机、复杂轴系统等大型设备和数量可观的各类辅机，为优化总体设计，合理布局提供了很大的方便。

2 有利于提高船舶隐蔽性，提高生存能力

对于军用船舶而言，除对打击能力这个核心要素外，自身的防护能力和隐蔽性能也是必须重点考虑的因素。传统的船舶动力系统中，主机组和热力辅机是航行过程中主要的噪声源设备，减速齿轮箱和轴系形成了将主机噪声向水中传递的直接导体。长期以来如何降低主机、轴系统的噪声一直是船舶降噪的主攻方向，并且效果有限。采用综合电力系统的船舶，取消了主汽轮机组、热力辅机、变速齿轮箱等重点噪声源设备，螺旋桨轴系与推进电动机连接，推进电动力机的噪声水平远低于汽轮机，并且推进电动机与发电机之间只存在电缆构成的柔性连接，切断了噪声传播途径。对于提高船舶的隐蔽性，增强生存力具有重要意义。

3 有利于船舶装备信息化发展

按照现代科技的发展趋势，船舶技术必须走信息化与智能化建设的路子。纯机械设备的控制难度远大于电气设备，汽机的控制精度和反应速度较电动机不可同日而语。综合电力系统中取消了大量的纯机械设备，增加了电力电子设备的应用广度，这本身就有助于实现精准控制，同时广泛运用了闭环自动控制理念，在更多的环节布置大量的各类传感器，通过数据的实时采集、分析、反馈，实现信息化和智能化运行，提高了系统运行的可靠性、灵敏度，减小了人为出错的概率和岗位人员的工作量，也为全面实现舰艇信息化提供了突破口。以综合电力系统中配置的监控分系统为例，它包括电力管理、故障监测和人机接口等功能，电力管理模块可对船舶上电力负载进行集中协调管理，分配、启用和切断电能，保证重要负载的连续不间断供电；故障监测模块实现电源与主要设备运行参数监测、故障追忆与故障恢复、电网重构等功能，确保测试性和维修性水平；人机接口涉及发送控制指令和传递信息数据，支持图形显示和录取波形。

目前，英、法、美等国均有船舶应用了综合电力系统，但基本为第一代的中压交流综合电力系统，该系统设备功率密度低，体积的重量大，系统效率偏低，对发电机的性能要求高，控制难度相对较大。综合电力系统电网结构是综合电力系统稳定性与安全性的重要保证。电网稳定性不高将导致船舶稳定性与安全性受到限制，有的甚至无法保证安全性，因此构筑一个生命力强、机动灵活的综合电力系统结构是综合电力系统前提。由于隐蔽性、低噪声的需要日趋增加，采用电力推进时如何提高功率密度、同时降低噪声水平成为近年来研究热点，永磁同步电机、永磁异步电机和推进变频技术得到越来越多的运用。能量智能化管理将是综合电力系统的重要内容。

第二代综合电力系统研制是以直流电制为基础，直流网络的优势是不受电源频率的限制，降低了对原动机的调速性要求，由于只对电压和极性提出要求，导致电网控制极为简便，网络的并联运行将更加方便可靠，同时直流电与三相交流电相比，减少了一相电缆，降低的集肤效应，加之电动机的功率密度增加，在减小设备体积的同时节省了电缆布设空间和电缆规格数量。

文章来源：《舰船科学技术》 网址: http://www.jckxjszz.cn/qikandaodu/2021/0121/800.html