军工行业参军策（卷二十）：舰船综合电力推进系统-20170915-广发证券-33页-2mb

舰船综合电力推进系统分析总结

核心内容

舰船综合电力推进系统是现代舰船动力系统的重要发展方向，通过将舰船电力与动力系统融合，实现了更优化的舰船布局、更高的可操作性、更低的噪声和振动，以及更强的能源利用效率。该系统将原动机产生的机械能转化为电能，再通过配电装置和电动机驱动推进器，能够满足舰船在各种工况下的推进需求，同时为高能武器上舰提供了必要的电力支持。

主要观点

1. 舰船动力系统演变
   舰船动力系统经历了从机械推进到电力推进的转变，电力推进系统在20世纪末开始成为主流，尤其在主战舰船中应用广泛。

2. 电力推进系统优势

   • 提高舰船机动性和灵活性
   • 降低舰船噪声和振动，提升隐蔽性
   • 节省内部空间，提高舱容利用率
   • 提升舰船经济性，降低运行成本
   • 为高能武器提供电力支持，适应未来作战需求

3. 综合电力推进系统应用趋势

   • 国内外海军强国已实现交流综合电力推进系统的工程化应用
   • 未来军用舰船将向综合电力推进系统发展
   • 高能武器上舰推动综合电力推进系统成为必由之路

4. 国内外发展对比

   • 国外：美国、英国等国家在综合电力推进系统研发和应用方面处于领先地位，拥有成熟的供应商体系
   • 国内：近年来在综合电力推进系统研发方面取得突破，如马伟明院士团队首创中压直流综合电力系统，实现了从落后到领先的跨越

关键信息

国外发展现状

• 历史发展：舰船电力推进系统的发展受到战争需求和技术变革的驱动，经历了从直流到交流的演变，目前交流系统为主流。
• 应用趋势：综合电力推进系统已在水面主战舰船上实现工程化应用，如英国45型驱逐舰和美国DDG1000驱逐舰。
• 主要供应商：包括ABB、西门子、通用电气、罗尔斯·罗伊斯等，各公司在不同领域具备技术优势。

国内发展现状

• 技术突破：海军工程大学马伟明院士团队研发出中压直流综合电力系统，实现舰船动力技术领先。
• 科研项目：国家在电力推进领域投入大量科研资源，包括国防科工局、科技部、工信部等。
• 应用进展：中船重工712所成功研制低压、中压、高压级电力推进系统及核心设备，推动国产化进程。

技术难点与发展方向

1. 高功率密度发电模块化技术：需解决中高压多相交流发电机整流集成、交直流电力集成、高功率密度和高品质集成发电技术。
2. 高功率密度电动机及其变频调速技术：先进感应电机、永磁电机、超导电机各有优劣，需根据舰船需求选择合适类型。
3. 智能化能量管理技术：需实现电能在不同系统间的快速切换，以适应高能武器和探测设备的电力需求。
4. 大容量电能的静止变换技术：需开发新型电力电子器件，如碳化硅材料，以提高系统性能。
5. 电磁兼容技术：需解决密集电力设备带来的电磁干扰问题，确保系统安全可靠运行。
6. 电力集成技术：需在多学科融合基础上，实现系统最优设计。

应用前景

• 军用舰船：综合电力推进系统是未来高能武器上舰的必由之路，将极大提升舰船的作战能力和能源效率。
• 民用船舶：电力推进系统在大型邮轮、破冰船等应用中表现突出，具有广阔的发展空间。
• 经济性提升：通过优化能源利用，电力推进系统可有效降低燃料消耗和运行成本。

风险提示

• 综合电力推进上舰进度低于预期
• 军费持续低于预期

相关上市公司

• 湘电股份（600416）
• 中国动力（600482）

图表索引

• 图1：舰船推进装置示意图
• 图2：舰船电力推进系统基本结构
• 图3：典型的舰船电力推进系统
• 图4：吊舱式电力推进装置
• 图5：舰船电力推进系统的功能分类
• 图6：舰船电力推进系统发展重点事件回顾
• 图7：舰船电力推进系统的兴衰与变革历程
• 图8：全球全电推进舰船数量变化趋势
• 图9：全球各类型电力推进舰船占比（2013）
• 图10：世界各类型电力推进舰船平均总功率（MW）
• 图11：美国海军舰船电力推进系统发展历程
• 图12：各国海军舰船综合电力推进系统应用现状
• 图13：ABB的Azipod电力推进系统系列
• 图14：西门子电力推进系统相关解决方案
• 图15：通用电气电力推进系统相关配套产品
• 图16：罗尔斯·罗伊斯电力推进系统产品线
• 图17：军用舰船综合电力推进系统
• 图18：舰船综合电力推进系统实现途径
• 图19：综合电力推进与机械推进的机舱/轴系布置比较
• 图20：船舶航运成本构成
• 图21：不同推进方式的推进效率比较
• 图22：三用工作船不同推进方式燃油消耗量比较
• 图23：DDG-51驱逐舰航行时间分配的最高要求与实际情况对比
• 图24：美军舰载激光武器击毁空中目标
• 图25：美军电磁轨道炮试验画面
• 图26：舰载武器系统电力需求增长趋势
• 图27：未来舰船的电力需求/分配示意图
• 图28：舰船发电能力增长VS电力需求增长
• 图29：智能化能量管理系统功能模块构成
• 图30：综合电力推进系统发展的关键技术问题
• 图31：我国自行设计制造的电力推进船舶
• 图32：世界运输船队发展趋势
• 图33：世界运输船舶拆解趋势

表格索引

• 表1：各类型传统舰船动力系统特点
• 表2：各类型传统舰船动力系统特点
• 表3：美英海军电力推进系统相关的典型项目
• 表4：典型大型军舰电力推进系统制造商
• 表5：ABB近年来部分船舶电力推进系统订单情况
• 表6：综合电力推进系统的主要组成部分及作用
• 表7：综合电力推进系统的主要类型及特点
• 表8：舰船综合电力推进系统的标志性技术
• 表9：综合电力推进系统带来的舰船机动性优势
• 表10：3.5万吨散装货轮传统与综合电力推进方式能源-动力系统造价对照表
• 表11：美国海军DD-21计划对舰船采用机械推进与IPS的成本比较
• 表12：美国海军计划分三个阶段实现舰载激光武器部署
• 表13：未来舰船各舰型推进和辅助负载功率需求估计
• 表14：某单体护卫舰两种推进方式下的安装功率需求比较
• 表15：高功率密度电动机特点及发展趋势
• 表16：近年来电力推进领域国家级科研项目
• 表17：我国在电力推进领域的技术发展进程
• 表18：我国发展舰船综合电力推进系统相关政策
• 表19：综合电力推进系统应用领域及船型