关于全电力平台供应船（EPV）电网稳定性实验的设计与实施，需结合船舶电力系统特性、实验方法及稳定性保障技术。以下是综合实验框架及关键技术要点：

一、实验目的与核心内容

验证电网抗扰动能力

模拟船舶运行中常见扰动（如负载突变、发电机并网/解列、短路故障等），测试电网频率、电压及功角稳定性

评估多电源并联运行时的功率分配均衡性及应急供电切换可靠性

动态响应特性测试

通过三相短路、单相接地等故障注入，测量短路电流幅值、暂态恢复时间及保护装置动作逻辑

分析电力电子设备（如变流器、STATCOM）对宽频振荡的抑制效果

极端工况模拟

模拟海上恶劣环境（如浪涌导致的机械振动、盐雾腐蚀）对电缆绝缘及设备散热的影响

测试高比例可再生能源（如光伏、储能）接入时的电网适应性

二、实验方法与技术路线

仿真建模与验证

使用MATLAB/Simulink或PSS/E构建船舶电网数字孪生模型，验证暂态稳定边界及控制策略

结合电磁暂态仿真（如PSCAD）分析电力电子设备的负阻尼效应

物理实验平台搭建

采用微机保护装置（如WDT-III型）实现故障模拟与数据采集，记录电流、电压波形及保护动作时序

部署分布式传感器网络，实时监测电缆温度、绝缘电阻及设备振动状态

多场景测试方案

短路实验：按单相、两相、三相短路类型分别测试短路电流特性及保护响应

负载突变实验：突加/突卸大功率负载（如推进电机、钻井设备），观察频率波动及自动调频效果

并网切换实验：模拟多台柴油发电机并联运行时的同步控制及故障脱网逻辑

三、稳定性增强技术应用

主动控制策略

部署电力系统稳定器（PSS）抑制低频振荡，配置虚拟同步机（VSG）模拟同步机惯性

采用自适应下垂控制优化多电源并网时的有功-频率、无功-电压特性

储能系统集成

配置超级电容或锂电池储能，平抑可再生能源波动及负载瞬变引起的功率缺口

通过飞轮储能装置提供短时高频功率支撑，提升频率响应速度

智能监测与预警

利用AI算法（如LSTM神经网络）预测电网故障风险，结合数字孪生实现故障定位与隔离

部署光纤传感技术实时监测电缆局部放电及热斑，预防绝缘劣化

四、实验结果评估与优化

关键指标阈值

频率偏差：±0.5Hz（ISO 8265标准）

电压波动：≤±10%额定值（IEC 60034-30）

暂态恢复时间：≤5秒（API RP 2S规范）

数据驱动优化

基于实验数据训练机器学习模型，优化发电机励磁参数及储能充放电策略

通过遗传算法调整保护装置整定值，平衡选择性与速动性

五、未来发展方向

新型拓扑结构

研究直流微电网与交流主网的混合架构，降低电缆成本与重量

数字孪生扩展

构建全船能效-稳定性耦合模型，支持全生命周期优化

氢能动力集成

探索燃料电池与超级电容的混合供电系统，提升能源密度与稳定性

通过上述实验设计与技术应用，可系统性提升全电力平台供应船电网的可靠性，满足深海作业对电力系统高稳定性、高适应性的需求。具体实验方案需结合船舶设计参数及实际工况进一步细化。