第 1 章 绪论
1.3 海洋钻采平台电站建模
海洋钻采平台电站建模是以实际海洋钻采平台电站为对象，运用系统建模原理与系统仿真技术、电力系统特性分析方法、电力系统稳定性和可靠性分析等技术，根据海洋钻采平台电站的拓扑结构与工作原理，对电站系统的基本电力系统单元、电网、非线性负荷等建立数学模型，最终建立海洋钻采平台电站模型。海洋钻采平台电站建模研究成果主要用于实际海洋钻采平台电站的设计与评估，用于海洋钻采平台电站数字仿真系统与海洋钻采平台电气传动自动化电站模拟器的建立。
1、模型概念
研究海洋钻采平台电站的目的是为了掌握系统各个组成部分的特性及其之间的关系，是为了预演系统在一种新的控制策略下的执行情况。然而，要对海洋钻采平台电站进行各种实际试验存在一些问题，如试验成本很高，或者由于会影响平台的正常工作而不能进行，或者平台正在设计之中实际系统还未制造完成，或者会导致平台现有工作系统的破坏和发生事故等，这些情况使海洋钻采平台电站不能进行多次实际试验，需要按实际系统建立系统模型（物理模型或数学模型）来进行研究，然后利用模型实验研究的结果来推断实际系统的工作情况，然后进行适当的实际试验。“模型”是系统的一种表示，是系统的内在联系及它与外界关系的一种描述，是为了研究系统的特性而开发的。这种使用模型来研究系统的方法叫做系统模拟或系统仿真，简称“仿真”。之所以可以用模型来模仿实际系统，是因为模型与系统的特性方面存在相似性与同形性[6]。
2、模型的分类
模型的分类方法很多，可以根据模型的表示方式将模型分成物理模型和数学模型。（1）物理模型：实际系统在结构上缩小后的相似体。因此其外观、结构特性与实际系统极为相似，描述的逼真感较强。例如，用功率较小的发电机、电动机与各种负载组成一个与实际海洋钻采平台电站成比例的实验海洋钻采平台电站，类似于建筑师做缩小比例的房屋模型作为自己的设计方案。物理模型在其他诸如土木建筑、水利工程、飞机等制造方面有着广泛的应用。（2）数学模型：用数学方程（通常是一些代数方程和微分方程的组合等）来描述实际系统的结构和性能的模型。若模型中不含时间因素，则称为静态模型；若模型与时间有关，则称为动态模型。一个真实系统的内在联系及和外界关系的实际情况是很复杂的，所以用模型完全准确地描述系统很困难，一般是在保证一定精度情况下的近似描述。建立在物理属性相似基础上的物理模型，描述真实系统的真实感虽然较强，但是对于复杂的系统，建立物理模型所需费用高，而且要修改参数或改变结构都很困难。因此，将系统的内在联系和它与外界的关系抽象为数学模型，运用数学模型描述其特性并用计算机计算来仿真系统的动态过程，是目前使用最广泛的系统描述方法。
3、建模
建模是一项有悠久历史的人类活动。建立在科学工程方法基础上的人与外部世界的相互作用，看起来已有了“形式化”模型或者说抽象的表示方法，这就仿佛是一把关键的钥匙。科学研究中的绝大部分工作是由形式化过程和建立模型的过程所组成的。海洋钻采平台电站的模型化，通常指的是用数学模型刻画与描述海洋钻采平台电站的特性。由于海洋钻采平台电站的特点，系统数学模型主要由两部分组成：描述海洋钻采平台电站电气设备的单元模型和描述海洋钻采平台电站单元间联系关系的系统结构模型。
第 2 章 海洋钻采平台电站.................................8
2.1 海洋钻采平台电站系统的..................... 8
2.2 海洋钻采平台电站系统的特点 ............. 11
2.3 自升式钻采平台电站系统 ................... 13
第 3 章 海洋钻采平台电站建模与 ....................19
3.1 柴油发电机模型 .............................. 19
3.2 直流传动系统模型 ....................................... 30
3.3 电站系统谐波畸变仿真 .................................... 34
第 4 章 海洋钻采平台电站谐波............................37
4.1 海洋平台电站的电能................................. 37
4.2 谐波定义及危害 ........................................... 37
4.3 多谐波源系统 .................................................. 39
4.4 谐波检测方法 ......................................................... 42
结论与展望
一、结论
本文围绕对海洋钻采平台电站的建模与谐波分析，研究了以下几方面：
1、通过先对电力系统中的各个单元建立数学模型，建立整体的海洋钻采平台电站模型，然后应用 Matlab 软件中的 Simulink 工具模拟了单台以及多台发电机组工作时在大电流冲击下的电压波动，可以看出系统是稳定并且可靠的。
2、通过改变晶闸管整流器的导通角可以仿真出不同的母线电压波形，通过FFT 分析法和 EMD 模态分解法对母线电压进行分析，可以看出谐波产生与触发角运行工况有关。通过与实际海洋钻采平台电站运行中观测到的数据和波形相比较，可以看出构建的海洋钻采平台电站模型与实际是相吻合的。
二、展望
对于海洋钻采平台电站建模的研究目前已经是比较成熟的研究项目，该领域的研究博大而精深，虽然海洋钻采平台在国内外已经有大规模的应用，但是仍有许多技术问题有待解决，特别是在数学建模、控制方法和谐波分析方面的研究。由于各种条件的限制，我们目前所做的研究工作还仅仅是开始，在以下方面还有更多的问题还有待进一步研究:1、采用神经网络对海洋钻采平台电站进行建模；2、对谐波源责任划分进一步研究，可以分析出每个谐波源对电网的谐波贡献；3、对HHT方法进行优化，缩短时间差，可以更准确的对谐波进行补偿。
参考文献
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