艦船綜合電力系統發展綜述

李維波，郝春昊，高佳俊，鄒振杰，潘峻峰

1 武漢理工大學 自動化學院，湖北 武漢 430070 2 西藏大學 工學院，西藏 拉薩 850012

0 引 言

艦船綜合電力系統（integrated power system，IPS）可為推進系統、作戰系統等提供全電能保障，實現艦船動力的機械化向電氣化轉變、艦船信息的網絡化向集成化轉變、艦船設備的數字化向智能化轉變，從而確保全艦能量管理與控制的精、準、穩，因此，IPS 代表了艦船未來的發展方向[1-3]。艦船IPS 的終極發展目標是確保全船電力系統的高效、安全和可靠運行，從而提升艦船移動作戰平臺的戰斗力與生命力。美國艦船的IPS 由發電、電力變換、能量儲存、電力分配、推進動力、平臺負載和電力管理7 個部分組成，其中包含4 個子系統模塊（發電和推進子系統、艦船日常用電配電子系統、區域配電子系統、監視控制子系統），該配置模式既可以擴大模塊在艦船上的通用性，還能最大程度地降低艦船設計方案的難度。然而，該配置模式也存在明顯不足，例如系統功率密度偏低、電力系統總體尺寸偏大等。英國艦船的IPS 則為推進系統和作戰系統設計了一個專用供電電源，該配置模式具備結構簡單、功率密度大等優勢，但需配置大容量的電力電子器件和高變換效率的儲能裝置[4]。

鑒于艦船IPS 的特殊性，本文將以典型特點和硬件架構作為切入點，重點研究潮流計算、可靠性評估模型、風險評估算法等應用于IPS 的典型分析與評估技術，總結其經典理論和固有缺陷。目前，泛在電力物聯網（ubiquitous electric internet of things，UEIOT）思想為電力系統各環節的萬物互聯、人機交互指明了長遠的發展方向[5-6]，因此，應基于艦船IPS 的各個環節，在能量管理、故障重構等領域借助具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活等優點的物聯網技術，結合移動互聯、人工智能等現代信息技術和先進通信技術，構建以大數據作為評價和分析手段的艦船IPS 智慧服務系統。同時，還需利用數據傳輸與匯集的實時性、CPU 數據運算的快速性，來準確完成邏輯分析、風險決策、操縱控制等重要處置動作，從而全面提升艦船傳感量測、信息處理、網絡傳輸和分析決策的智能化程度，為艦船IPS 未來發展過程中的瓶頸問題提供新的解決思路。

1 艦船 IPS 介紹

1.1 艦船IPS 的顯著特點

與陸地電網相比，艦船IPS 具有5 個顯著特點[7]：1）艦船IPS 是一個獨立的電力系統，無需外界電力系統協助，僅靠自身動態調控即可維持穩定運行；2）鑒于有限的艦船空間，電力系統的輸電距離較短，線路損耗也較小，但系統各部分的結構緊密，容易相互影響；3）艦船IPS 的負載切換非常頻繁，而單個負載的容量較大，所以總負載的波動變化量也較大；4）艦船IPS 的運行工況較為惡劣（例如，海洋環境的濕度、鹽霧等），這就對設備的可靠性提出了嚴苛的要求，當艦船電力系統受損時，應最大限度地維持關鍵設備的正常供電，以確保艦船戰斗力和生命力；5）艦船IPS 安裝于密閉狹小的空間內，而電力設備種類繁多、數量龐大，故其電磁環境非常復雜，這也增加了艦船IPS 抗電磁干擾設計的難度。

1.2 艦船 IPS 的硬件架構

艦船IPS 主要由6 個部分組成，分別為發電分系統、輸電分系統、儲能分系統、變配電分系統、推進分系統和用電設備。根據不同的電網結構，可以將艦船 IPS 分為 2 種：1）第 1 代艦船 IPS，其顯著的特點是中壓交流與高頻交流相結合，例如美國海軍的“朱姆沃爾特”級導彈驅逐艦，英國海軍的45 型導彈驅逐艦和“伊麗莎白”級航空母艦；2）第2 代艦船IPS，其是以中壓直流供電為標志，其電網功率密度和運行可靠性均有所提高，這也是未來艦船IPS 的發展趨勢。

隨著日益嚴苛的艦船電能質量要求，分布式能源的應用已逐漸普及，通過將發電、輸電、儲能、變配電和推進等IPS 分系統和用電設備整合到一個總系統中[8]，即可對全船用電實現集中調控，其硬件架構如圖1 所示。

圖 1 艦船IPS 的硬件架構Fig. 1 Structural block diagram of shipboard IPS

艦船IPS 以設計高可靠性、大容量、智能化的新型IPS 為核心，涵蓋了發電、變電、用電和管理等多個環節。與傳統的電力系統相比，IPS 的最大改進之處在于新能源的獲取與變換、超能武器電源的轉換與使用等方面，具體包括信號交互、傳感量測、外圍設備、艦員操控與決策支持等多個應用場合[9-11]，充分發揮了5G 通信技術在信息鏈控制能量鏈方面的潛在優勢，如圖2 所示。

圖 2 艦船IPS 能量鏈與信息鏈的相互作用Fig. 2 Interaction between energy chain and information chain of shipboard IPS

2 艦船IPS 的典型分析與評估技術

2.1 潮流計算分析

潮流計算是艦船IPS 中非常重要的一種分析計算技術，據此可以獲取電力系統的整體狀態，通過綜合分析系統各節點的電壓及支路的功率分布，即可實時判斷電力系統工況。隨著分布式電源的大規模實船應用，不僅改變了配電系統單向潮流的技術特點，還將傳統艦船的單電源輻射電力網絡變成了多電源電力網絡，但艦船IPS 統一規劃和使用安全的新問題也隨之而來，這將打破傳統艦船輸配電保護設備之間的既定配合關系，進而影響繼電保護的動作行為和動作性能。因此，針對艦用大容量分布式電源的保護算法研究，已成為繼電保護設計的關鍵性技術。就潮流計算本身而言，艦船IPS 與陸地電力系統的共同點是其拓撲結構均為輻射狀或環狀，不同點是艦船IPS 是一個獨立的電力系統，囿于狹小的安裝空間，且其輸電線路一般較短。

在潮流計算的發展歷程中，國內外學者曾嘗試將前推回代潮流算法和節點法改進之后應用于艦船IPS，具體如表1 和表2 所示。

除此外，以下3 個方面的潮流計算問題將是未來的研究熱點：

1） 現階段潮流計算所依據的拓撲結構較為簡單，未來將重點關注更復雜、更契合IPS 實際工況的拓撲結構。

2） 基于仿真模型進行潮流算法分析時，由于仿真模型的局限性，一般無法充分體現IPS 的實際狀態，因此需研究精細化建模方法。

3） 目前，潮流計算的主要對象為已確定的艦船電力系統，未來將針對IPS 的不確定性開展潮流計算算法研究。

此外，如果將交流配電網與直流配電網分開，利用基于改進牛頓-拉夫遜法引申而來的交替迭代法單獨對其進行求解，直至均收斂，可以適用于任何交、直流混合系統的潮流計算問題。

表 1 陸地電網潮流計算算法對比分析Table 1 Comparative analysis of power flow calculation algorithms for land power grid

表 2 節點法改進算法對比分析Table 2 Comparative analysis of improved nodal algorithm

2.2 可靠性評估模型

可靠性評估對艦船航行任務的順利開展和艦員安全保障起著至關重要的作用。所謂可靠性，即該系統正常運行時在規定時間內完成指定任務的能力。軍用艦船的可靠性還需對其生命力開展進一步研究。所謂生命力，即艦船在外界作用力影響下可以繼續維持供電的能力。

隨著電磁炮、電磁發射器、激光武器等新型武器系統的列裝上艦，必將對艦船IPS 的正常運行產生較大沖擊[20]，而如何檢測并有效平抑控制這些沖擊對其他武器裝備的影響、謹慎處理導彈類敏感裝備之間的耦合作用，是當前可靠性評估領域的一個技術難題。

根據實際電磁環境的測量數據，如果采用傳統方法評估設備之間的相互耦合作用，對傳統艦船電力系統而言是適用的；然而鑒于艦船IPS 的復雜性和特殊性，其測量成本、測量工作量和數據處理量都將顯著增加，這會導致傳統測量評估方法的風險很高。根據調研結果，對于負載點而言，陸地電力系統將重點關注3 個可靠性指標，即年故障率、年停電時間和年平均停電時間。基于艦船IPS 的特殊性，還需要重點關注6 個可靠性指標，即平均斷電頻次、平均斷電持續時間、平均用電有效度、平均用電無效度、總電量不足和平均電量不足[21]。國內外學者基于這9 個可靠性指標，采用不同的算法開展了大量卓有成效的研究工作，如表3 所示。

表 3 可靠性評估的研究成果Table 3 Research achievements in reliability assessment

通過調研還發現，未來需重點關注以下3 個方面的問題：

1） 應借鑒陸地電網的拓撲結構進行可靠性評估分析，并選擇有利于提高艦船IPS 可靠性的拓撲結構，進而研究相關的評估規律。

2） 當前的可靠性評估策略與評估指標都是基于陸地電網發展而來，應針對艦船IPS 自身的特殊性，例如負載功率大、設備干擾強等，提出適用于實船工況的評估指標。

3） 隨著新興武器的列裝上艦，需相應調整可靠性評估策略。此外，如何根據不同的運行狀況對可靠性評估策略進行切換，也是未來的研究熱點。

2.3 風險評估算法

風險評估理論的興起雖然晚于可靠性評估，但其繼承和完善了可靠性評估的發展理念，并將研究重點放在了艦船風險評估與系統應對方案上，這一點完全不同于可靠性評估技術[26-27]。作為艦船IPS 安全分析的研究重點，近年來，我國開展了電力系統風險評估方面的研究，主要分為以下3 種[28]：

1） 元件級風險評估，即針對某一種器件進行風險評估，通過定量分析電力系統中的器件功能，研究器件故障對艦船電力系統的影響。

2） 系統級風險評估，其主要對象是系統運行時的不確定性因素，是對艦船IPS 整體運行風險的一種綜合性評估。

3） 風險評估體系，即基于成熟風險體系已有的風險指標，根據研究對象的特點，建立合理的風險評估體系。

因此，艦船IPS 的風險評估過程為：

1） 基于艦船IPS 的各個器件，構建全船的風險評估體系；

2） 采用層次分析法，得出IPS 各個子系統的風險權重（系數）；

3） 基于系統設備和技術項目的風險度，求解全船的總風險等級，如圖3 所示。

圖 3 艦船IPS 的風險評估過程Fig. 3 Risk assessment process of shipboard IPS

如圖4 所示，艦船IPS 的風險評估體系分為目標層、分目標層和指標層3 個層次。目標層是艦船運行時的總評估目標，即電力系統風險評估。作為評估體系中的具體目標分類，分目標層具體包括3 個風險指標：電壓越限、功率不匹配和頻率偏移。指標層是對各個分目標層具體狀態的進一步細分，包括過電壓指標和低電壓指標、過載指標和輕載指標，以及頻率偏移指標等。

隨著精確制導武器的大量應用，艦船遭受攻擊而受損的概率急劇增加。輕微時，船體受損，進而導致推進系統、電力系統、武器系統、電子系統等受損；嚴重時，艦船完全喪失戰斗力甚至傾覆、沉沒。因此，需要通過風險評估技術來對艦船戰損時的生命力進行實時計算，從而快速掌握戰損艦船的浮性和穩性參數，準確評定損傷等級，并據此制定科學的搶修方案。

在風險評估方面，未來的研究重點如下：

1） 風險評估指標的選取問題?，F有的風險評估指標僅對艦船電力系統進行了一個比較簡單的分類，在后續研究中，風險指標的分類將越來越多，也將更為詳細。

2） 系統設備的權重參數和故障概率不夠精確的問題。目前，由于艦船數據庫還不夠完善，所以相關指標的計算結果也不夠準確。但隨著我國對艦船電力系統相關數據的進一步積累，將逐漸提高風險評估結果的可靠性。

圖 4 艦船IPS 的風險評估體系Fig. 4 Risk assessment system of shipboard IPS

3） 隨著艦船大功率作戰系統的投入使用，大容量脈沖功率特種負載的突加/突卸勢必會對全船電網帶來明顯的影響，因此，風險評估的對象不能僅局限于小型負載對電力系統的沖擊。

針對上述問題，可以考慮采用改進的偽時序算法來對風險評估的時序過程進行分析優化，從而提高蒙特卡羅法的評估效率。如何對改進偽時序算法的數學處理過程進行優化，也是未來的研究方向。

3 基于物聯網技術的信息集成與共享技術

鑒于物聯網的技術優勢，5G 通信技術、多核CPU 技術和信息交互融合技術必將成為智能艦船必不可少的基礎條件。通過將物聯網技術應用于艦船IPS 的頂層設計中，構建電能質量監視、能量管理、故障重構等子系統，以及全船云端存儲與可視化平臺，即可實現具有可靠性、實時性、便捷性和全船數據共享性的多層結構，以及局域加廣域的監視功能[29]。

與陸地電力系統的智能化構建工作類似，艦船IPS 的發電、輸電、變電、配電、用電和管理等所有環節都必須采用信息化手段，這是艦船IPS智能化建造與設計的重要內容[30]。通過采用高速、集成、交互式的通信架構，借助5G 手段，即可確保實時信息傳輸和電力變換操動的智能化運行，這將有效提高艦船IPS 的供電可靠性、抗干擾性、生命力、戰斗力和總體空間使用率。

3.1 智能化傳感量測技術

智能化傳感量測手段是艦船IPS 信息化構建必不可少的物理平臺。關鍵性參數的傳感器選型與量測處理是艦船IPS 信息化的重要組成部分，在獲得全船關重件的健康狀態數據并將其合理變換與處理之后，需借助物聯網載體進一步調制或轉換成數字信息流，如圖5 所示。

由圖5 可知，艦船IPS 的智能化傳感量測系統架構可以實現各個設備智能化感知、不同形式數據信息的快速傳輸和深度融合處理。從功能角度來說，智能化傳感量測系統可以分為4 層物聯網架構，即物理層、感知層、傳輸層和應用層。借助傳感器和智能檢測儀表，感知層可以實時采集并獲取物理層各個設備的狀態信息，經由傳輸層至應用層，即可實現判斷、決策、數據融合等應用功能，以及信息深加工功能（顯示、存儲和分析等），從而為艦船IPS 各子系統提供關鍵性的數據源。由此可見，通過利用智能化量測技術，可以準確評估艦船IPS 的實時工況及完整性。

3.2 智能化能量管理技術

隨著艦船全電力推進技術以及綜合電力系統的深入發展，以美、英為代表的西方國家均在艦船能量管理系統領域投入了大量的人力和物力，其中美國的高智能化能量管理系統已列裝于DDG-1000 級驅逐艦，英國也早在1994 年正式啟動了相關研究工作。我國在該領域的研究起步較晚，目前，上海船舶運輸科學研究所通過對低壓電站監控系統的機械結構、硬件、軟件進行改進升級，研制了國產能量管理系統，實現了配電管理、負載管理、信息管理和系統分析等功能，可以為推進負載和日用負載提供穩定、連續的優質電能。

艦船IPS 的智能化能量管理系統集控制、監測、保護和管理于一體，其主要功能為：1）負責IPS各個子系統設備的實施控制、故障診斷與繼電保護；2）自動協調發電機組和電力推進功率；3）實時記錄系統事件信息及系統的運行參數和狀態[31]。隨著艦船電力系統容量的井噴式增長，電網結構日益復雜，高能負載也呈多樣化發展趨勢，這對全船電能的集中管理提出了很高的設計要求。

艦船IPS 的智能化能量管理系統可以采用冗余式雙層計算機網絡架構，其中頂層為基于綜合平臺管理系統工業以太網的數據傳送網；底層為由CAN 現場總線構成的實時數據采集網和控制網，如圖6 所示。

圖 5 艦船IPS 的智能化傳感量測系統架構Fig. 5 Architecture of intelligent detection system for shipboard IPS

圖 6 艦船IPS 的智能化能量管理系統的架構Fig. 6 Architecture of intelligent energy management system for shipboard IPS

通過采集多路數字量來獲取當前電站的運行狀態，并根據讀入數字量和集控臺下達的指令來輸出相應的數字信號，用以控制各底層設備，即可確保艦船能量管理系統的正常運行[32]。圖7 所示為基于ARM 控制器的能量管理系統監控設備的硬件架構圖，主要包括頂層集控臺、數字量信號處理模塊以及底層各個電站開關量獲取模塊，其處理流程如下：首先，由具備光耦隔離功能的數字輸入DI 模塊和數字輸出DO 模塊實時獲取各個電站的出口斷路器狀態信號、反饋量信號和配電板輸入指令信號等；然后，通過I2C 總線將所有的數字量輸入/輸出電平信號傳輸至信號處理控制器，進行信號處理；最后，通過CAN 總線和以太網與集控臺之間進行數據交互。與此同時，當集控臺操作數字量控制器時，信號處理控制器可以根據所采集的信號來控制參考電壓，同時控制配電板上的指示燈，從而確保被控對象完成相應的動作，避免底層器件出現誤操作的情況[33]。

圖 7 基于ARM 控制器的能量管理系統監控設備硬件架構Fig. 7 Hardware architecture of energy management system monitoring equipment based on ARM controller

3.3 智能化故障重構技術

艦船IPS 可以分為平臺與載荷2 個部分，其中平臺部分用于維持艦船的正常行駛，由艦船保障系統、電力系統、動力系統和船體系統等組成[34]；而載荷部分則是滿足戰時設備的供電需求，由通信系統、導航系統、警戒探測系統、水聲系統、作戰系統、艦空導彈系統、艦艦導彈系統、主炮系統、副炮系統、電子戰系統、艦載反潛系統、直升機系統和直升機艦面系統等組成[35]。一旦艦船電力系統的某電力設備出現故障，尤其是電磁炮、電磁彈射裝置等大容量脈沖功率武器設備，勢必對全船電力系統造成極大的挑戰。此時，艦船電力系統需立即對網絡線路進行自適應重構，在維持動力系統正常供電的同時，最大限度地恢復作戰系統供電，確保全艦的生命力與戰斗力。

在電力系統產生故障之后，應按照既定的重構策略來操作斷路器，以改變電網拓撲結構，從而將故障部位隔離在系統之外，同時恢復失電的負載。與陸地電力系統不同，艦船IPS 一般不以網絡損耗最小化作為重構的目的，兩者之間存在本質的區別。

目前，艦船電網拓撲可以分成輻射型、環型和網狀型3 種類型。輻射型是以電源為中心，經主配電板、區域配電板、分配電箱，最終傳輸至負載端的發散形拓撲，這是一種縱向接線方式，負載只能由一個電源供電；環型是一種電源環型供電和輻射式配電網絡的復合拓撲，通過主配電板以環型聯結發電機，由多個電源通過區域配電板及分配電板對負載進行供電；網狀型是環型網絡的一種高級形式，在艦船發電機組和負載較多時，其電源連線可以形成至少2 個以上的環型網絡拓撲，從而顯著提高系統的冗余性和可靠性。

基于故障重構優化算法，國內外學者針對艦船電力系統的故障重構開展了一系列研究，如表4所示。

表 4 故障重構算法對比分析Table 4 Comparative analysis of fault reconstruction algorithms

根據調研結果，未來會重點關注以下3 個方面的問題：

1） 基于遺傳算法、粒子群算法等智能算法進行故障重構的尋優時間普遍較長，且效率較低，因此，需進一步通過優化組合提出兼顧故障重構時間和最優策略的算法，從而讓艦船電網能夠在故障之后迅速恢復正常。

2） 現階段對艦船IPS 故障重構的研究成果均未考慮不確定性因素的影響，如何將IPS 實船應用中的不確定性數據納入故障重構智能算法，以增加系統故障重構結果的置信度，是有待解決的問題。

3）隨著新興武器的不斷列裝，大容量脈沖功率設備已逐漸在艦船IPS 中嶄露頭角，根據艦船戰時與航行時的不同模式，應相應調整故障重構策略，從而針對不同的運行狀態靈活切換故障重構模式。

針對上述問題，可以考慮采用將孤島劃分與網絡重構相結合的方法，以排除與聯絡開關支路相連的節點，并減少孤立支路和節點，從而有效縮減故障重構時間。該方法適用于各種復雜的網絡結構，將成為未來的研究重點。

3.4 基于5G 的物聯網技術

隨著艦船管理水平的不斷提高，艦載設備已逐漸進入了智能化、網絡化和信息化時代，但仍然不夠成熟。以艦船電機為例，其普遍存在的管理問題為：1）過于分散的電機布局，一旦需手動啟動或停止電機，操作人員就必須往返于各個電機所在的位置進行操作，既增加了工作量，也帶來了操作風險；2）操作人員過多，既帶來了操作不便的問題，也進一步加劇了空間位置的矛盾[40]。

物聯網技術作為一種新興的共享基礎架構方法和云計算技術，具有彌漫性及無所不在的分布性和社會性特征，可以將巨大的系統池連接在一起以提供各種IT 服務[41]。利用物聯網技術，可以解決艦船電機管理不足的問題，通過采用通信技術（例如 RS485，RS422，RS232）對智能化電機進行分散布置和集中管理[42]，不僅可以實現遠程集中的啟動、停止常規功能，還可以全過程監視電機的運行狀態[43]。

基于物聯網技術的艦船信息處理系統可以采用B/S 三層體系結構[44]，如圖8 所示。第1 層是艦船信息處理系統的基礎層，主要用于采集艦船航行的實時動態數據，然后儲存于后臺數據庫；第2 層是過渡層，主要用于接收、處理和分析上一層的采集數據，完成數據存儲管理，最終實現與用戶之間的交互功能；第3 層是核心層，主要用于統計艦船信息，并完成信息發布及業務管理工作。

圖 8 艦船信息處理系統的網絡架構Fig. 8 Network architecture of ship information processing system

至于岸基人員管理，例如岸基監管機構、設備廠商、系統設計部門等，均可通過云端監視層來獲取艦船IPS 監視系統的運行狀況和遠程診斷信息，其中云端監視系統的設計流程如圖9 所示。在本地服務器和百度云服務器的Web Access軟件中新建工程，設置通信端口；在本地服務器和云服務器中同時啟用監控，即可將感知層獲取的電能質量數據上傳到云端監控系統。在岸基使用手機、平板或PC 機等移動終端打開瀏覽器，登陸云服務器公網IP 地址，即可查看云端Web Access Dashboard 開發的監視系統界面。除了集中顯示電能質量數據，繪制電壓、電流的相量圖之外，云端監視系統還可以記錄歷史數據和故障事件，例如故障報警信號。

圖 9 云端監視系統的設計流程Fig. 9 Process design of cloud monitoring system

由于艦船航行時經常會遭遇惡劣的海洋氣候環境，同時空間約束又進一步導致其富含電磁干擾，因此，為了保證艦船信息處理系統的平穩運行，必須選用性能優、穩定性好、響應快、精度高的硬件設備。此外，在物聯網技術的實船應用過程中，需重點研究以下2 個問題：

1） 目前，我國艦船傳統信息處理系統的運行速度較慢，而系統的響應速度又與艦船IPS 的可靠性密切相關，因此，如何減少信息在產生、傳遞與接收階段的耗時是需要重點關注的問題。

2） 信號處理服務端可以接收來自全船的各種信息，但并不是每一條信息都需要顯示出來，如何合理選取這些信息并做出相應的處理，也是未來的研究重點。

4 結 論

本文總結了國內外艦船IPS 的潮流計算分析、可靠性評估、風險評估等典型的分析與評估技術，并進行了研究展望。預計至2030 年，隨著特種傳感器技術、碳化硅功率器件、5G 網絡技術的成熟發展，必將催生基于5G 物聯網技術的智能化傳感量測技術、智能化能量管理技術和智能化故障重構技術，從而推動艦船IPS 的設計、構建、運維、管理、操控等模式的根本性改變，主要體現為：

1） 在實際運行中，艦船IPS 往往會出現大量不確定性因素，故需構建信息平臺并做出正確的響應，同時，信息平臺應具備自愈與故障恢復機制。鑒于高速局域網的自恢復能力，艦船IPS 的各個設備可以采用高速局域網來構建數字化信息平臺，從而有效保證采集信息的服務質量。此外，全船數字化信息平臺的構建，也體現了艦船IPS信息集中管理的設計理念。

2） 目前，艦船IPS 的各種算法與關鍵技術均是基于簡單的拓撲結構而展開，IPS 各個設備信息的拾取、處理和變換等不同過程均是通過CPU及其外圍器件或設備的配合而實現。由此可見，大量數據的處理運算、功能分析與邏輯判斷等特殊過程均依賴于CPU，因此，必須重視發展多核CPU 技術。

3） 囿于艦船IPS 設備空間位置的約束性，艦船輸配電技術上艦需解決復雜電磁環境下多個智能化設備的兼容性問題以及網絡安全問題。為此，首先需建立開放的通信架構，保障艦船IPS 各個設備之間的信息可以通過網絡互通、互聯；其次，應細化信息模型，對模型擴充方法與原則做出規定；最后，應統一技術標準。