当前,过往江汉运河的船舶主要采用柴油机驱动,这些船舶在航行过程中会排放出大量的气体污染物,造成了大气污染,同时还会造成噪声污染和溢油污染。运河船舶产生的污染影响了运河周边城市的空气质量和水源质量。而岸基电力系统的电能来源较为广泛,主要来源于火力发电及清洁能源发电,且清洁能源发电比例日益提高。如果使用岸基电力为运河船舶提供动力,即运河船舶采用岸基电能推进船舶航行,则可降低运河船舶对运河的污染。为了将岸基电力应用于江汉运河船舶,文中以江汉运河1 000 t级散货船为研究对象,设计了1种采用岸基电力为运河船舶提供动力源的运河船舶推进系统,并搭建了实验平台进行了部分关键技术的实验研究,验证基于岸基能源的江汉运河船舶推进系统关键技术的可行性。论文主要研究工作如下:(1)进行了基于岸基能源的江汉运河船舶推进系统设计需求分析。通过实地调研和查阅相关资料,收集了江汉运河通航环境特征和船舶航线体征等资料,并运用该资料进行运河的通航分析、航道分析、水文分析、代表船型负载分析和运河船舶航线分析。以该分析为基础,提出基于岸基能源的江汉运河船舶推进系统设计需求。根据制定的设计原则与设计需求,作出了基于岸基能源的江汉运河船舶总体设计。(2)进行了基于岸基能源的江汉运河船舶推进系统关键技术设计,包括岸基供电系统设计、船舶受电连接系统设计、船舶电力系统设计和航线偏移控制系统设计。通过设计1种岸基轨道式供电装置与柔性受电连接系统,实现岸基能源船舶能够持续地从岸基接触网获取电力;通过将超级电容和动力锂电池纳入船舶电力系统,不仅可以为运河船舶提供启动所需要的大电流,而且还可以减缓船舶启动时负荷突变对电网的影响,增强船舶的制动性能;通过采用BDS、AIS和内河电子航道图设计1种航线偏移控制系统,避免岸基能源船舶大幅度的偏离原航线,保证船舶航行的安全性。(3)进行了基于岸基能源的江汉运河船舶推进系统实验平台设计及实验研究。根据系统关键技术设计和搭建了实验平台,并进行了基于岸基能源的江汉运河推进系统关键技术的可行性研究。实验结果表明,岸基轨道式供电装置与柔性受电连接系统能够适应通航环境并持续地将岸基电力传输至岸基能源船舶。当船舶或供电线网故障时,柔性受电连接系统能够通过拆卸杆和快速接口实现快速地拆卸。(4)进行了基于岸基能源的江汉运河船舶推进系统社会效益分析。文中主要从经济效益和减排效果2方面分析了采用岸基能源的运河船舶的社会效益。分析结果表明该方案应用于江汉运河船舶具有较好的经济性和节能减排效果。