基于Matlab/Simulink船舶电力系统建模与仿真

为了提高船舶电力系统的可靠性和稳定性,保证船舶在各种状态下实现功率的最优化配置,利用模块化的建模方法,建立了柴油机及调速分系统模型、发电机及励磁分系统模型、同步发电机并车控制模块模型、发电机组控制模型。在Matlab/Simulink仿真环境中对船舶电力系统的典型运行工况、常见故障工况以及并车操作进行了仿真研究。仿真结果表明,所建立模型能比较准确地反映船舶电力系统实际运行的情况,同时可以避免在实船上进行工况试验和故障测试的高成本、高危险。其数据结果对船舶电力系统的设计、调试及控制方法的研究具有重要参考意义。     

船舶电力系统燃气轮机组双机并联运行建模与仿真

海洋船舶正朝着超大型方向发展,燃气轮机凭借其启动速度快,功率密度大等特点,正越来越多的被应用到船舶电力系统的发电系统中。同时由于全电船的出现,中压电力系统正逐渐成为大型海洋船舶电力系统的发展方向。由于电力推进船的电动机单机容量大于发电机单台容量,通常会使多台发电机并联运行,从而保证电站的可靠性以及使发电机运行在最佳状态。本文通过对以燃气轮机作为原动机的4.16k V船舶中压电力系统进行建模,同时对发电机组并车工况进行仿真。仿真实验验证了此系统模型的正确性,可以用于船舶中压电力系统运行工况的仿真和分析。     

带恒功率负载下船舶供电系统暂态稳定性影响因素研究

通过建立船舶供电系统整流同步发电机带恒功率负载的仿真模型,研究了突加、突卸恒功率负载工况下系统的暂态稳定性,确定了影响系统稳定性的各主要因素,并分别评估了其影响程度。分析结果对以后评判船舶综合电力系统带恒功率负载的稳定性具有重要意义。     

基于PSCAD的船用柴油发电机组仿真分析

船舶电力系统容量小,在受到较大扰动时,频率和电压不再保持为恒定,而是一个动态变化的过程。为了对船舶电力系统的过渡过程进行分析,本文利用PSCAD／EMTDC软件建立了柴油机及其调速系统以及发电机励磁系统的数学仿真模型,并对其各组成部分进行详细分析。最后利用分级突加突卸负载的方式对机组模型的正确性进行验证,指出通过对船舶电站同步发电机的励磁控制和柴油机的转速控制可以提高船舶电力系统稳定性。     

综合电力系统直流侧突加负载的电压影响

研究在综合电力系统中压直流侧突加负载时系统侧瞬时电压变化的计算方法。在十二相同步发电机的降阶等效模型基础上,基于其等效三相发电机整流系统直流侧突加阻性负载瞬时电压计算式,给出基于综合电力系统多台十二相同步发电机组并联运行下的瞬态电压降估算方法,并用1组算例数据和仿真模型,验证单机压降计算方法的有效性。     

船舶发电机组特殊工况运行特性仿真研究

首先根据船舶电站柴油发电机组的原理建立其Simulink数字仿真模型,通过调整励磁调压器、调速器的参数,使仿真模型突加、突卸外特性与某型机组的实测数据一致。基于仿真模型设计了两种特殊的突加、突卸运行工况,验证了该型机组在特殊工况下的响应情况,结果有助于指导实船的运行模式设计。     

船用同步发电机可控相复励励磁系统的仿真

在船用同步发电机及其可控相复励励磁系统数学模型的基础上,应用Saber仿真软件搭建仿真模型,对仿真模型进行空载启动、突加及突卸负载以及短路等试验。结果表明,所建立的模型完全符合规范要求。     

船舶废气透平发电机组建模

建立废气透平机、调速器、同步发电机、励磁系统以及负载的数学模型,提出适用于废气透平机调速系统的前馈PID控制策略。在MATLAB/Simulink环境下,建立各个系统的仿真模型并整合成废气透平发电机组的整体模型,并对整体机组模型进行仿真。结果表明,前馈与PID相结合的控制方式可有效改善同步发电机频率调整的动态特性。系统在突加、突减负荷条件下,满足《钢质海船入级规范2015》中对发电机调速的要求,同时也在实船测试数据的范围内,从而可以证明所建数学模型的正确性。最后,通过SUPERSIMS仿真平台和Visual C++可视化编程,研制出船舶透平发电机系统仿真器,并应用于学员训练与实际教学中。     

基于自抗扰控制技术的船舶发电机励磁系统研究

船舶电网是一个容量有限的电源系统,突加突卸大功率负载会对其造成冲击,甚至引起船舶发电机输出电压不稳定,采用经典PID难以满足快速恢复发电机输出电压的功能要求。针对这一问题,提出一种基于自抗扰控制技术的新型励磁控制策略对其进行改进。介绍自抗扰控制器的原理,分析其控制性能较经典PID控制优异的原因,设计自抗扰控制器,在Simulink仿真平台上搭建励磁系统仿真模型,进行仿真实验,仿真结果表明在船舶电力系统突加突卸大功率负载后,新型励磁控制策略较经典PID控制具有更好的快速性和稳定性。     

船舶发电机组并车稳定性建模及仿真

对船舶电站多台不同容量发电机组在并联运行过程中的并车工况进行了仿真研究,对同步发电机组并车条件进行了验证,得到了合闸时刻待并发电机组与电网的电压差、频率差、相位差对并车过程的影响途径,提出不同容量多台机组并联时参数配置的建议。