یکی از مهمترین چالش‌های پیش روی سیستم‌های انتقال قدرت الکتریکی کشتی مدرن با ساختار ناحیه‌ای، حفاظت آنها در شرایط وقوع خطا به منظور حفظ پایداری و قابلیت اطمینان در سطح قابل قبول می‌باشد. عدم آشکارسازی خطا و جدا کردن قسمت معیوب در زمان مناسب عواقب فاجعه آمیزی برای سیستم‌ انتقال قدرت الکتریکی کشتی در پی دارد. نیاز به قابلیت اطمینان بالای کشتی‌های مدرن، منجر به توسعه ساختار ناحیه‌ای برای سیستم توزیع انرژی الکتریکی کشتی شده است. هدف این مقاله ارائه یک طرح حفاظتی کارا برای کلیه قسمت‌های سیستم توزیع برق کشتی با ساختار ناحیه‌ای و از نوع ترکیبی جریان متناوب-جریان مستقیم است. در روش پیشنهادی، حفاظت در برابر خطاهای تکفاز به زمین با بهره‌گیری از سیستم زمین مقاومت-بالا و تایمر انجام می‌شود در حالیکه جریان خطاهای دو فاز و سه فاز با استفاده از کلید-فیوز قطع می‌شود. استفاده از سیستم زمین با مقاومت بالا امکان عملکرد بدون وقفه سیستم برق کشتی را در هنگام وقوع خطاهای تکفاز به زمین فراهم می‌کند. بدلیل عدم استفاده از رله‌های حفاظتی، هزینه اجرای طرح پیشنهادی کم است. طرح حفاظت پیشنهادی شامل حفاظت اصلی و پشتیبان بوده و به زیرساخت مخابراتی نیاز ندارد. همچنین کلیه اجزای سیستم برق کشتی شامل ژنراتور، موتور پیشران، باسبار، فیدر، خط، بار و شبکه جریان مستقیم در طرح پیشنهادی در نظرگرفته شده‌اند. عملکرد هماهنگ طرح حفاظت پیشنهادی با استفاده از مدل یک سیستم تست برق کشتی با ساختار ناحیه‌ای در نرم افزار ETAP مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. پرونده مقاله

با توجه به تلفات کلیدزنی و هارمونیک‌هایی که در کلیدزنی وجود دارد، در کاربردهای توان‌ متوسط و توان بالا، باید فرکانس کلیدزنی کلیدها پایین باشد و از طرفی اعوجاج هارمونیکی کل (THD) ولتاژ و جریان نیز مطابق استانداردهای معتبر در کمترین مقدار ممکن قرار گیرد. به همین دلیل امکان استفاده از روش‌های رایج مدولاسیون پهنای پالس (PWM) سینوسی مبتنی بر موج حامل یا PWM بردار فضایی که دارای فرکانس کلیدزنی بالایی هستند، وجود ندارد. روش‌های مدولاسیون پهنای باند بهینه PWM ، برای اینورترهایی که از مدولاسیون پله استفاده می‌کنند منجر بهTHD ولتاژ خروجی کمتری نسبت به دیگر روش‌های رایج مدولاسیون می‌شوند. اما یکی از معایب بسیار مهم این روش‌ها محاسبه زاویه‌های کلیدزنی بهینه است که بایستی در جدول سوئیچینگ به دنبال آنها گشت که این امر‌کاربرد PWM بهینه را محدود می‌نماید. در این مقاله راهکاری ارائه شده است که زاویه‌های کلیدزنی با استفاده از روش برنامه‌ریزی درجه‌دوم تکراری که یکی از روش‌های کاربردی برای حل تکراری مسایل بهینه‌سازی با قیود غیر‌خطی می‌باشد بدست می‌آید و در مقایسه با روش‌های برنامه‌ریزی درجه‌دوم تکراری موجود، در هر تکرار زاویه‌های کلیدزنی را با حل زیر مسئله‌های درجه‌دوم با قیود تساوی و دستگاه‌های معادلات خطی می‌یابد. و همچنین تحت شرایط مناسب، همگرایی سراسری و همگرایی مجانبی دارای سرعت، دقت و کارایی بیشتری می‌باشد و نیاز به زمان و حافظه زیاد برای بدست آوردن زاویه‌های کلیدزنی نیست. همچنین THD ولتاژ و جریان در یک اینورتر چند-سطحی آبشاری سه‌فاز با مدولاسیون پله حداقل می‌شود. زاویه‌های کلیدزنی مطلوب منجر به حداقل شدن فرکانس کلیدزنی، تلفات کلیدزنی و THD ولتاژ و جریان خواهند شد. همچنین کلیدهای قدرت در هر دوره تناوب، تنها یک بار قطع و وصل می‌شوند. کارآیی راهکار پیشنهادی از طریق مطالعات شبیه‌سازی در نرم افزار متلب ارزیابی می‌شوند. پرونده مقاله