船用低压断路器短路保护动态特性仿真及其应用

应用三维有限元方法分析了典型船用低压断路器脱扣器的电磁特性,得到了衔铁电磁转矩与电流及工作气隙间的定量关系,再结合机械运动方程和开关电弧数学模型,基于PSCAD/EMTDC建立低压断路器仿真模型,并通过实验验证模型的正确性。在此基础上,建立典型船舶配电系统仿真模型,通过典型短路故障仿真,分析断路器动态特性及其保护参数整定对保护选择性的影响。结果表明,提出的方法可有效分析和优化船舶电力系统保护性能。     

典型船舶燃料电池推进系统研究

为拓展燃料电池在船舶领域内的应用,针对船用燃料电池电力推进系统进行相关研究。首先,根据船舶的工作环境及船舶的运行工况,选择了厦门地区运营的新型太阳能混合动力游览船作为典型船舶。其次,根据相关母型船的海试以及燃料电池的工作特性,确定了改造后电力推进系统的能量管理策略。最后,基于MATLAB/Simulink建立燃料电池船舶仿真试验平台,验证该系统的可行性。仿真结果显示,燃料电池的输出功率能够分别维持在2 k W和3.6 k W的2个功率点,满足能量管理策略要求,在理论上验证了燃料电池可作为小型船舶的动力源。     

船用发电机数字励磁系统的精确建模研究

为提高船用发电机励磁系统的仿真精度,建立模型励磁控制参数与实际控制参数间的对应关系,以某船数字励磁系统实例,探讨了根据相关设备参数和控制装置的实际算法对船用发电机数字励磁系统进行精确建模的过程和可行性,最终使用Matlab/Simulink搭建了对应该船数字励磁系统的精确仿真模型,利用试验结果验证了模型的正确性.     

基于PWM逆变的新型船用轴带发电系统研究

为了提高常规轴带发电系统总体性能,本文研究了一种采用PWM逆变技术的新型船用轴带发电系统。通过采用虚拟发电机控制技术,使逆变器输出具有与柴油发电机组相似的电压-无功功率和频率-有功功率下垂特性。利用MATLAB/Simulink搭建了新型轴带发电机组的仿真模型,对控制策略进行了验证,为该系统应用于船舶的正确性和有效性提供了技术支撑。     

全电力推进船舶光伏并网发电系统建模仿真

传统的全电力推进船舶光伏并网发电系统模型,工作过程稳定性差。为解决上述问题,设计了一种新的全电力推进船舶光伏并网发电系统模型,利用定子绕组和三相绕组分析全电力推进船舶光伏电网发电模式,根据光伏电池仿真电路计算发电机转矩和转速,通过计算结果设计全电力推进船舶光伏并网发电的数学模型。为验证模型效果,与传统模型进行实验对比,结果表明,设计的模型具有很强的稳定性,能够确保船舶电网高效稳定的运行,对于船舶行业发展有着很好的促进作用。     

基于小波包-模糊控制的燃料电池混合动力船舶能量控制策略

由于负载波动导致混合动力船舶存在燃料电池电能质量下降及蓄电池使用寿命缩短的问题,因此,针对该问题首先对船舶动力系统进行模拟改装。采用超级电容、磷酸铁锂电池构成复合储能系统,设计基于小波包及模糊控制的能量控制策略,通过搭建动力系统及能量控制策略的Simulink仿真模型对所提控制策略有效性进行验证。仿真结果表明,该控制策略能够有效地优化电池充放电过程,延长电池使用寿命、降低燃料电池输出功率的波动及稳定母线电压提高电能质量。     

船用电流控制型Buck-boost变换器分岔行为分析

由于船舶电力系统特殊的工作环境,使船用的DC/DC变换器会随着电路参数的变化,产生分岔行为,并使船舶电力系统进入不稳定的工作状态,甚至造成故障。为了分析船用电流控制型的Buck-boost变换器分岔行为,首先推导了一种描述船用Buck-boost变换器的分岔行为演化过程的非线性映射模型,然后采用雅可比矩阵法来确定Buck-boost变换器的分岔点,最后通过不同分岔参数仿真实验验证了本文的推导模型。     

船用磷酸铁锂电池动力系统短路特性研究

文章主要描述船用磷酸铁锂电池动力系统的系统组成、原理及其短路特性,详细分析磷酸铁锂电池的PNGV模型、直流滤波器选型计算和直流变换器的工作原理。通过HPPC测试获取磷酸铁锂电池的PNGV模型参数,根据直流变换器的纹波特性选择其最优工作区域。最后从系统特性出发,分析磷酸铁锂电池动力系统短路的等效电路,针对电池侧和直流电网侧的短路情况进行深入研究,并通过MATLAB/Simulink平台仿真验证了理论分析的正确性。     

船舶蒸汽动力系统设计方案的仿真验证

为在设计初期对某船舶蒸汽动力系统的总体设计方案进行校核,提出了一种系统设计验证仿真方法。首先,在系统初步设计方案的基础上补充完善仿真系统开发所需的设计数据;然后,采用RINSIM仿真平台工具进行模型开发,并通过建模与模型集成调试获得系统仿真模型;最后,进行仿真计算。应用该方法开发了某船舶蒸汽动力系统设计验证仿真平台,并对系统的设计方案进行了校核。结果表明:该设计验证仿真平台的稳态计算结果准确,动态趋势合理,适于对船舶蒸汽动力系统进行设计验证。     

锂电池船用安全风险分析及防控策略

通过对不同锂离子电池正常工作和热失控的化学机理的对比分析,识别出不同锂离子电池的安全本质区别,初步确认锂离子电池热失控两个非常重要的因素是热量和氧气,依据热失控过程中是否释放大量的氧气,将船用锂离子电池划分为1级和2级两个安全等级.结合电池船用潜在风险、船舶结构和航行环境特点,将电池系统与船舶布置综合考虑,提出多层级安全防护策略.针对不同安全等级的锂离子电池在防控措施实施的差异化,提出船用锂电池从电芯到系统,再到全船的整套安全防护措施.