同步逆变器的设计与仿真研究

本文主要介绍了同步逆变器的基本原理，包括同步发电机的建模、如何将逆变器虚拟成同步发电机、如何通过下垂控制使得同步逆变器能够根据电网电压自动地调节其输出的有功功率和无功功率。最后，利用saber仿真平台搭建了相应的仿真模型并进行仿真验证。     

一种基于LCL输出滤波器的船用逆变器研究

针对高功率密度、高体积重量比的船舶电力系统应用场合,研究基于LCL输出滤波器的电路结构与电流瞬时值控制策略,为船舶多能源供电系统中逆变器与同步发电机并联供电的实现提供技术方案。通过逆变器建模与解耦、控制器数学模型的建立与系统的仿真,获得了控制策略实现及参数确定的方法。仿真结果表明,所设计的船用逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,具有稳定性高、动态特性好、供电质量优、发电机利用率高等优良性能。     

船用逆变器电流随动控制策略研究

针对船舶电力系统大负载、强耦合特点,结合陆上大电网并网逆变技术,提出逆变器电流随动控制策略,研究船舶多能源供电系统中逆变器与同步发电机并联供电技术。通过理论推导以及数学模型的建立并进行仿真,获得所提出控制策略的实现及参数的确定方法。研究结果表明,采用所提出控制策略的逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,具有稳定性高、动态特性好、供电质量优、发电机利用率高等优良性能。这种新型逆变器控制策略为新能源在船舶混合供电系统中的应用提供了新的研究思路,在船舶新能源逆变场合具有良好的应用前景。     

虚拟同步发电机在船舶微电网逆变器设计与仿真分析的应用

随着世界范围内的能源危机,船舶动力系统的能源过度浪费问题成为了研究的热点。由于海洋上蕴藏着丰富的太阳光能、风能等,因此,研究船舶的分布式微电网具有巨大的潜力。本文研究的重点是船舶微电网的逆变器设计,逆变器是电网保持平稳运行的关键,本文通过建立虚拟同步发电机模型,并结合Matlab仿真分析软件,对船舶微电网逆变器进行性能仿真。     

基于虚拟同步发电机的岸电并网控制策略研究

岸电系统为船舶供电时采用不断电切换方式接入是岸电的核心技术之一。本文提出了一种基于虚拟同步发电机的岸电与船舶电网并网策略,使岸电逆变器具有下垂特性的同时,还具有类似于船舶同步发电机转子的瞬态惯性,其输出特性与柴油发电机类似。通过仿真研究,岸电与船舶电网并网时,并网电压和频率基本稳定,冲击电流较小,验证了控制策略的有效性。     

中频同步发电机快速励磁的仿真与试验研究

讨论了影响同步发电机瞬态电压变化的主要因素,建立了基于MATLAB／SIMULINK的中频同步发电机励磁控制系统仿真模型,在试验验证模型正确性的基础上,对如何提高励磁控制系统响应的快速性进行了仿真分析,并结合一台无刷中频同步发电机的试验研究,总结提出了在对瞬态电压指标有较高要求的应用背景下,应注意的问题与对策,这对于同步发电机的设计与工程应用具有一定的指导意义。     

基于虚拟同步发电机的船舶光伏并网逆变控制策略

在船舶电力系统中集成并网型太阳能光伏系统,当传统恒功率(PQ)控制策略光伏逆变器与船舶电站并联运行时,存在惯性小、阻尼低且不易实现光伏能量合理调度等问题。针对PQ控制策略存在的缺陷,提出一种基于虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)的光伏并网逆变控制策略,在控制算法中引入功-频下垂特性和虚拟转动惯量,使并网逆变器具有与同步发电机相似的输出下垂特性及惯性阻尼;利用PSCAD/EMTDC建立船舶光伏电-船电并网电力系统仿真模型,分别对PQ和VSG模式下的电网频率/电压波动、光伏并网逆变器和同步发电机组承担的有功功率/无功功率进行分析,研究系统参数的暂态变化。结果表明:采用VSG控制策略能有效抑制系统频率波动,实现光伏并网功率的自动调节,并显著提高电网的稳定性。     

同步发电机短路动态过程的Matlab仿真研究

同步发电机是船舶电力系统中重要的设备,准确地分析同步发电机短路动态过程对同步发电机和电网安全保护设计都具有重要的意义。本文以理想化的同步电机为基础,分析了同步发电机的数学方程,并利用Matlab的S-Function函数建立其软件仿真模型,完成了三相短路故障和两相相间短路故障的仿真研究。仿真结果清晰的展示了短路动态过程中电机主要参数的变化情况,证明所采用的仿真方法准确、有效。     

基于小波分析的船舶同步发电机定子绕组故障在线诊断仿真研究

应用MATLAB/Simulink仿真软件,对船舶同步发电机定子绕组两种匝间短路故障进行了建模仿真,然后运用MATLAB小波工具箱里的小波函数对仿真的故障信号进行了分析,实现了故障特征提取,表明小波方法对船舶同步发电机定子绕组故障实现在线监测并诊断是可行的,为设计船舶同步发电机定子绕组故障在线监测诊断仪提供了理论依据。     

基于Simulink的船舶电力系统的仿真

同步发电机的并联运行包括并车和负载转移过程,通过利用MATLAB/Simulink中的模块,搭建了同步发电机自动准同期并车模型,以及一次调频和二次调频模型,利用上述模型进行了同步发电机并联运行的仿真试验.仿真结果验证了所搭建的模型的准确性.     

船用辅助同步发电机常见故障诊断研究

针对船用辅助同步发电机常见故障和不正常运行状态,根据发电机的系统框架,在仿真软件环境下,采用小波分析方法对对典型的发电机故障信号进行了仿真模拟。分别论述了同步发电机在短路故障、转子一点接地故障和失磁故障下信号故障特征的提取,从而达到诊断和预防辅助发电机发生常见故障的目的。     

基于双PWM变换器的轴带发电系统控制策略研究

本文提出了一种由双PWM变换器构成的新型轴带发电系统控制策略,其整流侧将轴带发电机发出的电压、频率变化的交流电变换为直流电;逆变侧采用虚拟同步发电机控制策略,使逆变器具有与柴油发电机相似的输出下垂特性和电气、机械特性,保证该轴带发电系统能与常规的柴油发电机组长期稳定并联运行。在MATLAB/Simulink环境下搭建了该新型轴带发电系统的仿真模型,对其与柴油发电机组的并联运行进行了模拟,对模型中转动惯量对系统的影响进行了分析,验证了该控制策略的可行性。     

船舶电力系统中同步发电机的实测建模

本文分析了船舶电力系统中同步发电机的派克模型和实用模型,提出了运用最小二乘法和人工鱼群智能算法混合算法辨识同步发电机参数的方法,并进行了仿真实验,验证了该方法的正确性和高效性。利用实验平台,对柴油发电机组中同步发电机通过特定实验测试和参数辨识处理,建立了符合实际运行状况的同步发电机模型。     

基于Z源逆变器的船用轴带发电机系统仿真研究

船舶轴带电机能够充分利用主柴油机的富裕功率,达到节能减排的作用。相较于传统的逆变器,Z源逆变器能同时实现升/降压功能,且电路结构简单,控制方便。在船舶轴带发电机系统结构的基础上,详细论述了Z源逆变器的结构和工作原理,并结合并网PQ控制策略,实现对船舶轴带电机系统的控制。通过Matlab/simulink仿真波形,可知基于Z源逆变器和并网控制策略船舶轴带发电机系统可以输出需要的电压和电流,进一步验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

复合励磁同步发电机的Matlab建模与仿真

通过对Matlab/Simulink中同步电机的内核模型进行改造,建立了双输出绕组的复合励磁同步发电机模型,并对单输出绕组的复合励磁同步发电机的励磁调节特性进行了仿真,仿真结果说明:本文提出的方法简捷有效.     

基于Z源逆变器的船用轴带发电机系统仿真研究

船舶轴带电机能够充分利用主柴油机的富裕功率,达到节能减排的作用.相较于传统的逆变器,Z源逆变器能同时实现升/降压功能,且电路结构简单,控制方便.在船舶轴带发电机系统结构的基础上,详细论述了Z源逆变器的结构和工作原理,并结合并网PQ控制策略,实现对船舶轴带电机系统的控制.通过Matlab/simulink仿真波形,可知基于Z源逆变器和并网控制策略船舶轴带发电机系统可以输出需要的电压和电流,进一步验证了所提控制策略的正确性和可行性.     

轴带发电机逆变器并联运行控制策略

燃料消耗成本占船舶运行总成本一半以上,为有效降低船舶运行成本,可通过采用安装多台轴带发电机的方式提高燃料利用率,满足船舶的电力需求。多台轴带发电机的并联运行需采用逆变器并联运行控制系统予以实现,保证轴带发电机逆变器输出相同的幅值、相位和频率,消除逆变器并联产生的环流干扰影响。本文分析了逆变器并联运行控制的4种策略,研究了适用于轴带发电机逆变器并联运行控制的策略,提高轴带发电机并联运行控制效果。     

岸电对接靠港船舶无缝供电控制方法的改进

为解除在岸控并网时靠港船舶冲击负载导致逆变器过流保护跳闸故障,提出一种岸控逆变器双输出港船无缝连接供电的控制策略,使用同步逆变器模拟同步发电机的并联同步转移负载性能,采用虚拟同步机控制方法,并利用实验装置进行并网实验。并网实验表明,突加冲击负载导致畸变波形,采用电压/频率(V/f)控制在并网前后畸变波形未完全修复;采用虚拟同步机控制可以完全修复畸变波形并保证频率和电压变化幅度较为平缓,具有快速追踪的特性,应用于港船无缝接岸电方面更具有优势。     

逆变器供电多相同步电动机的稳态性能仿真

本文建立了逆变器供电多相同步电动机的数学模型,分析了三种电机状态变量的对称性。给出了三相和十二相(4Y移15o)同步电动机的仿真结果,并对两者进行了比较。仿真结果对逆变器供电多相同步电动机的设计有一定的参考借鉴作用。     

船舶电力推进系统谐波特性仿真与试验

对船舶电力推进用同步发电机-推进变流器系统的谐波畸变进行了分析,建立了发电机带整流器负载、变频器负载的Matlab/Simulink仿真模型,对特定工况下的发电机侧谐波畸变进行了仿真;搭建了全系统全尺寸试验平台,以测量发电机侧的谐波畸变;将仿真结果与试验结果进行对比分析,验证了仿真模型的正确性,同时对船舶电力推进系统运行时的谐波含量进行了预估.