船舶光伏-混合储能系统的控制优化

为解决光伏-混合储能动力船舶运行中,光伏发电和负载功率接近的临界状态下,蓄电池充放电切换频繁,船舶启动时低电压穿越(LVRT)能力差的问题,在分频协调控制基础上,充分考虑超级电容的剩余电量(SOC),提出一种可变增益值的控制策略,在电力推进负载下进行的仿真实验表明,超级电容SOC可工作在合理区间内,减少蓄电池充放电切换的次数,缩短母线电压恢复的时间。     

太阳能在小型旅游船舶上的应用研究

为了明确太阳能光伏系统在小型旅游船舶上应用的可行性,根据太阳能光伏发电系统和小型旅游船舶自身的特点,分析船型、发电系统、推进方案,建立全船方案;通过分析光伏阵列发电量和蓄电池的种类等,得到光伏系统各参数的确定方法.以一条实船为目标,初步选取相关参数,证明太阳能在小型旅游船舶上应用是可行的.     

融入光伏发电技术的大型船舶电力系统可行性实验研究

将光伏发电引入船舶电力系统是提高船舶能效指数,节约石化类能源,减少船舶碳排放的潜在技术措施。为适应海船环境,对现有的并网型光伏发电系统做了改进工作。在逆变系统的软件和硬件方面做了优化设计和改造。针对融入了并网型光伏发电系统的大型船舶电力系统平台,开展并网,大负荷突变冲击,最大功率点跟踪方法比较,孤岛效应,储能装置效能检验等实验。结果表明:这种由柴油发电机组和光伏共同供电的大型船舶电力系统在稳定性和可靠性上符合中国船级社《钢质海船入级规范》的技术要求。为应用于实船提供了重要的参考依据。     

储能系统在分布式发电中的应用

当今以风能、太阳能为代表的可再生能源,因其储量丰富、环境友好等特点,得到人们日益广泛的重视。基于可再生能源的分布式发电是可再生能源利用的一种主要方式,然而,由于可再生能源的间歇性,导致了分布式发电系统的稳定性、可靠性以及电能质量问题,在这种情况下,储能系统应运而生。本文介绍了蓄电池、超级电容、燃料电池以及飞轮等几种常见的储能技术,简要分析各自的工作原理,比较了它们之间的优缺点,并以蓄电池和超级电容为例,分析混合储能系统的构成方式,最后通过Buck/Boost双向变换器与直流母线相连接,给出了一系列适合于分布式发电系统的隔离型Buck/Boost双向变换器,并比较了它们之间的优缺点。     

野外自动值守数据站的电源设计与应用

根据野外自动值守的数据采集站的电源需求,结合当地的气象资料,给出电源系统的设计参数。针对设计参数,给出蓄电池容量的计算,考虑市场行情选取适当的蓄电池种类和规格;参考日照时数和影响因子,给出光伏发电系统的太阳能板功率原理计算,并参考地理纬度给出最佳安装角度;参考风情和影响因子,给出风力发电系统的风机功率原理计算;综合风、光参数,给出风光互补系统的太阳能板和风机功率的原理计算;同时给出三种发电方案的经济成本核算,做出最优选择。     

基于强化学习的船舶微电网能量管理策略

全电船舶将柴油发电机、电池储能系统、光伏发电系统相结合，以电能形式满足船舶日常各类运行的需求，提升了船舶能量的利用效率。然而，受到光伏强度和环境温度不确定性的影响，光伏发电系统的有功出力曲线呈现随机性和波动性，进而导致船舶微电网能量管理策略需要兼顾最优性和鲁棒性。为制定有效的能量管理策略，提出一种基于强化学习技术的全电船舶微电网能量管理模型及算法来克服不确定性的影响，算法求解得到的能量管理策略能根据随机性因素的实时变化动态修正，可保持船舶能量消耗处于最优状态。最后通过算例验证了所提算法的可行性和有效性。     

离网型太阳能光伏系统在内河滚装船上的应用

太阳能光伏技术的不断进步正在为太阳能船舶的快速发展提供新的契机。在船舶平台上应用太阳能光伏系统最为核心的环节是在不改变常规船舶电力系统既有架构的基础上,集成整套光伏系统设备并能够始终高效利用光伏电能。针对长江航线上营运船舶绿色化和节能减排的实际需求,设计了首套应用于JD800PCC-4#内河商品汽车滚装船的船基离网型太阳能光伏系统并投入实际运行。实船运行监测数据表明：该套系统中各设备之间的技术参数设计合理,各项技术指标满足船级社规范要求。光伏系统设备与蓄电池储能装置自动匹配运行能够实现所供照明负载24h不间断运行,通过最大程度上利用太阳能光伏电可以实现日均节能约120kWh,且能够在不同运行模式下安全、可靠地切换运行。     

混合动力船舶的建模与能量管理

考虑到能源和环境的问题日益突出,开发低能耗、低排放的绿色船舶成为当今船舶工业的首要任务。设计混合动力船舶电力推进系统的架构,采用光伏电池和燃料电池等清洁能源与柴油发电机混合动力驱动船舶,加上蓄电池作为储能元件对多余的功率的吸收或缺少功率的补充。并且使用能量管理中心对其进行调度管理。     

港口利用太阳能光伏发电的应用研究

本文主要论述了太阳能光伏发电系统的特性,光伏组件布置方案,光伏发电的应用范围、利用太阳能光伏发电在港口的应用前景,港口实施节能减排效果和社会效益。     

多能源集成控制的船舶用微电网系统频率优化

为解决船舶用微电网系统在系统模型不确定性以及剧烈负荷扰动下电网频率的稳定性控制。针对含有风力发电系统、光伏发电系统、柴油机发电系统以及储能装置的多能源集成微电网系统进行分析,提出H∞混合灵敏度控制方法,设计输出反馈控制器并构造微电网系统模型,对其加权函数采用粒子群优化算法进行优化。仿真结果表明:提出的控制器和控制策略不仅能够有效地平抑频率波动,提高可再生能源利用率,还在模型不确定性以及扰动不确定性的情况下依然有效。     

118 m引航船太阳能光伏发电系统的设计

为使船舶光伏发电系统发挥最大效率,根据太阳能光伏发电系统在118 m引航船的应用,结合太阳能光伏发电系统本身特有的结构模式,重点分析影响该系统的要素以及引航船设计时如何考虑规避这些影响,从而归纳出光伏发电系统在船舶设计时需注意的关键要点,为船舶电力系统设计与应用新能源提供了依据。     

基于粒子群算法的船用光伏发电系统最大功率跟踪

我国船舶应用光伏发电系统进行电力供应尚处于起步阶段,当前光伏发电系统的电能转换效率偏低,使其成为光伏发电技术应用与发展的瓶颈。从电池板自动跟踪、电池板MPPT控制算法以及最大功率跟踪3个层面入手,分析船用光伏发电系统功率跟踪的研究现状,阐述粒子群算法的基本原理与应用优缺点,并针对粒子群算法的缺点提出优化方法,论述回退粒子群算法在船用光伏发电系统最大功率中的应用,仿真实验证实该算法具备良好的收敛性和较高的精准性。     

船用光伏发电系统最大功率跟踪及自动跟踪控制研究

太阳能是一种新型的可再生清洁能源,资源丰富,对环境无任何污染,被越来越多的用在船舶上。搭载光伏发电系统的船舶具有经济性好、噪音低、振动小、安全性好及无污染等优点,已经得到了初步应用。为研究光伏发电系统在船舶上的应用,针对如何提高光伏发电系统输出功率,提高光伏发电系统的发电效率展开研究,重点对最大功率跟踪控制及自动跟踪控制技术的实现进行研究与分析。     

光伏发电系统在岸桥上的应用

为降低岸边集装箱起重机的电能消耗,研究、设计适用于岸桥的光伏发电系统。该系统采用智能光伏组件,提高发电的效率;采用热浸锌钢材作为光伏组件的支架,以防被雨水和盐雾腐蚀。为提高抗风性能,支架被焊接在机房结构上,光伏组件平铺在支架上方,并用专门的夹具固定。该系统预计每年可以发电36 000 kW·h。     

新能源船舶混合储能系统关键技术问题综述

电力电子变换技术的不断进步为风能、太阳能和燃料电池等新能源技术在船舶中的应用起到了积极的推动作用,为平抑分布式发电装置间歇性和随机性电能输出与不同运行工况下船舶电气负荷持续稳定电能需求之间的矛盾,储能系统在新能源船舶电力系统的电源能量中继和功耗动态平衡过程中的调控作用显得尤为重要。特别是,储能系统必须同时具备高功率密度和高能量密度的特点,才能满足船舶电力系统中大功率异步电机频繁启动和电气负荷长时间不间断运行的需求。论文介绍了典型储能技术的技术特点,着重探讨集成蓄电池-超级电容的典型混合储能系统,对比分析了无源式和有源式混合储能系统结构的技术差异;从适用电网的不同运行模式(离网型和并网型)和不同优化策略(目标和方法)的角度,分别论述了混合储能系统的容量优化配置问题的解决途径;在此基础上,从能量型与功率型储能元件的匹配控制环节和变流器的运行控制环节,解析了混合储能系统的协调运行控制技术发展现状。     

船舶燃料电池与蓄电池混合系统的输出性能

文章建立了质子交换膜燃料电池(PEMFC)和蓄电池混合发电系统的简化电路模型,针对船舶设备的脉动输出特性,理论地分析了混合发电系统的输出性能。分析结果表明：PEMFC与蓄电池组成的混合发电系统的输出峰值功率得到了一定程度的提高；且提高的倍数与脉动负载的占空比、脉动负载的频率、燃料电池的等效内阻、蓄电池的等效内阻有着密切的联系。     

混合动力船舶发电系统的设计与研究

新能源技术在现代船舶工业中发挥着越来越重的作用。本文对太阳能混合动力船舶发电系统进行研究,给出一种光伏并网混合动力船舶发电系统的设计方案,实现了绿色船舶。本文首先对船舶电力系统的相关知识进行介绍,其次介绍太阳能光伏技术,最后给出根据实际船舶参数设计的光伏并网混合动力船舶发电系统方案。     

基于优化功率分配的光伏混合储能系统能量管理策略

[目的]针对舰船移动平台光伏系统的输出功率不稳定问题和负载突加/突卸所导致的功率波动问题,提出基于优化功率分配的光伏混合储能系统能量管理策略。[方法]针对传统限值管理方法的不足,根据超级电容荷电状态所在的不同分区自适应调整滤波时间常数,从而实现混合储能系统功率的优化分配,同时分析各个变换器的控制策略和工作模式。[结果]Matlab仿真结果和工程测试结果表明:该能量管理方案和变换器控制策略可以有效地改善混合储能系统的过充或过放问题,不仅可以保证直流母线电压的稳定性,还可以提高系统的动态响应性和协调性。[结论]研究成果可为移动平台光伏系统的能量管理提供参考。     

船舶光伏并网逆变器的优化设计及逆变控制测量研究

光伏能源具有取用无尽和清洁无污染等特点,其应用前景非常广阔。目前,光伏发电已经开始应用于船舶上,成为船舶多能源系统的一个重要分支。光伏发电系统中一个必不可少的组成部分是光伏并网逆变器,其主要功能是使得光伏电池工作在最大功率点以及向电网单位功率因数馈电。本文通过分析研究并网逆变器以及双环控制方式,设计出一种船用光伏并网逆变器数字控制策略。     

低压配网中光伏发电系统的电能质量分析

当前光伏发电系统在低压配电网中的应用日益增多.由于光伏系统本身的非线性特性以及出力的随机性,其并网时出力的波动必然会影响电网的电能质量.本文通过建立一个低压配网中的光伏发电模型,研究其并网时所产生的主要电能质量问题.考虑当光伏发电系统采用基于最大功率跟踪（MPPT）的有功无功解耦（PQ）控制方式时,在外部光照强度发生波动的影响下,观察光伏发电系统并网输出功率、电压及电流的波动,分析对低压配网照成的电能质量问题.通过仿真发现,在外部光照发生剧烈变化时,输出波动较大,光伏系统会向电网注入大量谐波,对电网的电能质量产生较大影响.