在傳統艦船上，動力系統和電力系統是相對獨立的,動力系統通常由常規的熱機和其他機械裝置構成,電力系統一般是作為輔助能源,與艦船推進並沒有直接的關聯。
而隨着科技的發展，艦船綜合電力系統（ integrated power system，IPS）的概念也被提出，艦船IPS是將傳統艦船中相互獨立的動力和電力兩大系統合二為一，以電能的形式統一為艦艇的推進負載、脈衝負載、通信、導航和日用設備等供電，實現了全艦能源的綜合利用。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台的戰鬥力與生命力。
艦船綜合電力系統典型示意圖
艦船IPS具有什麼優勢
使用艦艇綜合電力系統具有以下幾大優勢：
1、增加隱身性。採用電動推進，可以取消動力裝置與推進器 之間的齒輪箱、離合 器和其他機械傳動裝 置，各種驅動裝置改為電動，許多管路用電纜代替，原動機發電機機組可以裝箱加浮筏實現減振隔音。
美軍研發新型艦載集成高能激光武器
對於來說潛艇，具備最優異的隱身效果是其發揮作用的前提！如何降低噪音，具備更好的隱身性能則取決於動力系統，而裝備了綜合電力系統，由於可不使用推進減速齒輪裝置和可調螺距螺旋槳，軸系較短。因此，潛艇武器裝備在布置上有更大的靈活性，同時也降低了潛艇的內部噪音，提高了潛艇的隱身性。
2、有利於高能武器的應用，未來新概念武器，如定向能武器（激 光、高功率微波、粒子束等）、動能武器 （電磁炮、電熱炮、導彈攔截器等），均 要求艦船提供超大負荷的電能，甚至高 能量密度的脈衝電源。現今艦船上的供電電力系統與動力推進系統是分離的， 能量不能互用，這就在能源的規划上產生了矛盾。而IPS既保證推進時的充足動力, 又能提供戰鬥狀態下的高能電力,
3、電力與推進一體化系統便於實現模塊化，動力裝置的布置 具有靈活性、重組性、機動性的特點， 且電氣裝備的可靠性、可維護性與可 用性遠高於機械裝備，可保障性好、生命力強。
4、綜合電力系統可實現推進和艦載武備系統之間電能分配的集中控制,特別是採用環形電網加區域配電系統的供電模式,提供了電能合理流動的物理途徑,這對進一步提高艦載武器裝備的可靠性是十分有利的.它為艦船戰鬥使用提供了更大的選擇範圍,增強在高威脅環境下的生存能力和作戰效能
5、提高功率密度。艦船的耗能大戶統一採用電能，設備數量減少並簡化，使艦船單位體積和重量的能源以 及動力裝載量最大化，佔用空間和重 量最少。由於所有電氣負載之間可以 轉移功率，能量應用潛力發揮得最充分。實現全船電氣化的同時必然將實現操縱自動化和控制智能 化，帶來減人增效、簡化後勤、降低成 本和節省壽期費用的效果。
國外艦船IPS的發展情況
綜合電力系統的研究是一個龐大的工程，涉及電力工程各個分支專業，如原動機、發電機、電動機、調速、電力電子技術，電力管理等等。許多不同專業的各個設備的研製應當相互協調，功能相當且接口一致，為滿足系統和總體的需求，需要全面、綜合、系統、深入地開展研究，對各子系統提出要求，所以具有一定的難度。
早在20世紀80年代，歐美等列強開始IPS理論探索與關鍵技術研究，美國海軍於1980年就建立了綜合電力驅動計劃，希望通過將船舶日用電力系統和推進電力系統合而為一，進一步提高戰船的性能。
1990年後，美國海軍將注意力轉到提高船舶的能購性上，研究計劃轉為綜合電力系統項目。美國認定，電力推進將是下一代主力戰艦的推進動力，是新型作戰艦艇増強戰鬥力的重要方法，是海上革命 的基礎,因此決定，正在發展的CVN- 21核航母、DD (X)驅逐艦、CG (X) 巡洋艦等一系列艦船都採用電力推進。 美國將以新的全電氣化艦船，配置主動 反制防禦系統、自由電子激光導彈防禦系統、電磁炮等優化的動能和非動能武器，構成海軍轉型兵力。
到了21世紀，歐美海軍已經實現中壓交流綜合電力系統的工程應用。2009年7月服役的英國45型驅逐艦，是世界上首艘採用中壓交流綜合電力系統的水面主戰艦艇。
綜合電力系統已經成為美海軍解決未來各種水面艦船推進和動力的基本設計方案，全電艦已經成為了艦艇發展的新趨勢。美國2007年提出“中壓工頻交流一-中壓中頻交流一-中壓直流”的.技術路線間,英國2008年提出“中壓工頻交流- -中壓直流”的技術路線。
目前，美國和英國等國都還在研發採用中壓交流綜合電力系統，英國CVF航母、美國DDG1000驅逐艦、法國“西北風”級兩棲攻擊艦等均採用了中壓交流綜合電力系統。
中壓交流綜合電力系統存在缺陷
但是中壓交流綜合電力系統技術雖然成熟，但是卻存在許多的缺陷。
交變電流肯定會產生感應磁場，軍艦攏共就那麼大點地方，各種精密儀器之間非常緊湊，交流輸電產生的電磁干擾就不能忽略了，對比而言，穩定的直流輸電完全不用考慮這些問題。
除此之外，交流電網運行時需要控制電壓的幅值、頻率和相位，而直流電網只需要控制電壓的幅值，不存在頻率穩定/無功功率這些問題，運行方式更為靈活，供電可靠性更高，能承受更高的功率波動。
除此之外，中壓交流電路線，相比於中壓直流電方案，多了逆變器等龐大的設備，整個設計變得更加複雜。朱姆沃爾特級一號艦因為12個推進電機驅動系統中的一個出現故障，不得不被拖回船廠在艦身上切開口子進行維修，二號艦在首次海試時，也因為供電系統出現故障，無法繼續後續試驗，被迫返廠修理。
英國GVF航母
以美國福特級航母的電磁彈射為例，因為採用中壓交流技術方案，福特級航母故障率高，在8157次彈射中，平均無故障周期（MCBOMF）是272次，也就說平均每彈射272次就會出現一次故障，而福特級航母電磁彈射設計之初的故障概率是1/4000，從2010年起成功彈射F/A-18E開始到2018年，總共進行了700多次戰鬥機的正式彈射，遭遇了10次嚴重故障，其他問題導致的航母趴窩時有發生。
中國中壓直流綜合電力系統的優勢
所以，為了在此核心技術上趕超美國，馬偉明院士用了整整 20 年的時間，終於研發成功了最新一代的中壓直流綜合電力系統，中國也因此成為了世界上第一個在艦艇上實現中壓直流綜合電力系統的國家。這一技術水平，反超國外至少10年。
中壓直流綜合電力系統相比起中壓交流，突破了系統頻率限制，降低了對原動機調速特性的要求，大幅減小了設備體積和重量，提高了系統效率和供電連續性，實現了我國艦船動力從傳統機械方式向全電力方式的革命性轉變。
艦船中壓直流綜合電力推進系統以其高功率密度、高運行效率、高操作靈活 性等優點，成為未來艦船綜合電力推進系統發展方向。
目前世界上的艦船綜合電力系統已發展到第二代。朱姆沃爾特級、45型、伊麗莎白級等戰艦採用的是第一代綜合電力系統，實現了交流綜合電力系統的工程化應用。而馬偉明院士團隊研製成功的艦船中壓直流綜合電力系統屬於第二代，央視和軍報對其的評價是：在全球首次研製成功並實現實際應用。
馬偉明院士曾表示：“美國目前是中壓交流，還處於第一代水平，差我們一代。(他們目前)才開始做預研中壓直流，要趕上我們是起碼是十幾年以後的事情。(一項技術)領先不領先，先進不先進不是自己說的，需要世界同行評價，標準是客觀存在的。”
中國的電磁彈射技術因為採用了中壓直流技術，就不存在福特級航母這樣的問題，可靠性、安全性都大大提升。
除了軍事用途之外，中壓直流綜合電力系統在未來也將應用於全電化特種車輛、多電飛機、軌道交通、新能源發電等軍民通用技術領域。推動了社會、經濟的發展。
目前，馬偉明院士正在實踐其“全能艦”的構想，在馬偉明院士設想全能艦的時候，就希望設計一艘能“無限投送火力”的戰艦，利用電磁發射系統，打擊範圍超寬超廣，火力通道超多，代替航母編隊，甚至能消滅航母編隊。
