船舶电力系统谐波干扰抑制技术

针对主动型谐波干扰抑制技术应用效果问题,提出一种被动型船舶电力系统谐波干扰抑制技术。该技术首先对电力系统谐波功率进行分析,包括谐波电流和电压计算,然后利用傅里叶变换和小波包变换算法对船舶电力系统谐波进行检测,最后根据检测结果,利用并联型有源电力滤波器实现谐波抑制。结果表明:与2种主动型谐波干扰抑制技术相比,本次研究的被动型船舶电力系统谐波干扰抑制技术应用下,电流畸变率降低8.3%,达到了国家规定的5%以下标准要求,由此可见,本方法抑制效果更好。     

舰船电力系统自适应保护算法设计

现代船舶电力系统不断引入各类复杂的网络应用,导致已有的电力系统保护算法无法有效滤除系统电流衰减直流分量,频率特性较差。为此以Morlet复小波幅值算法为核心,设计新型船舶电力系统自适应保护算法。重新界定船舶电力系统扰动域,通过设定最大电力运行条件下的扰动整定值域和界定幅值比例关系,明确当前扰动域具体值域和相关数据信息,针对扰动域的实际范围,采用小波分析策略,提出适用于当前船舶电路自适应保护装置的Morlet复小波幅值算法,明确信号谐波幅值,完成离散操作,设置过电流保护机制,实时调节当前电力系统的适应整定值,实现电力系统自适应保护。实验数据分析结果表明,该保护算法与传统保护算法相比,整定幅值提高了30.5%,最大谐波值域拓宽了22%,可以有效提高电力系统自适应保护的频率特性。     

复杂船舶电力网络系统的优化设计

传统船舶电力系统,存在网络运行时延较长、系统应用稳定性较低等弊端。为解决上述问题,设计基于复杂船舶电力网络的新型优化系统。通过网络结构设计、组网方法选择2个步骤,完成系统硬件的优化设计。通过数据库设计、网络运行程序设计、电力网络协议选择3个步骤,完成系统软件的优化设计。模拟系统运行环境,设计对比实验结果表明,应用新型优化系统后,网络运行时延长、系统应用稳定性低等情况,得到有效控制。     

海上近距短波通信系统中的干扰抑制算法

普通船舶干扰抑制算法存在可用频段盲点,不能快速确定近距短波的收敛极限。为解决此问题,设计基于海上近距短波通信系统的干扰抑制算法。通过信号源确定、PD可用频段选择2个步骤,完成海上近距短波通信环境的搭建。在此基础上,通过干扰信号分类处理、短波收敛性分析、LMS收敛抑制极限计算3个步骤,完成新型算法的搭建。模拟算法运行环境设计对比实验结果表明,与传统算法相比,新型算法可有效减少可用频段内盲点数量,并大幅提升短波收敛极限的计算速度。     

24脉冲电力推进船舶电网谐波分析

三万方LNG运输船采用双燃料电力推进系统,该系统由三台双燃料发电机组和两台24脉冲变频电力推进系统组成。对于电力推进船舶来说,谐波对船舶电力系统的影响是很重要的一个方面。谐波是船舶电力系统中一种正常电流波形的失真,对电力系统及其馈电的设施具有重大影响,在船舶电力系统设计时,要充分考虑谐波的影响。本文对电力推进船舶的谐波问题,包括谐波产生原因、谐波的危害、以及已有谐波的抑制方法和相关技术进行分析总结,在此基础上,依托三万方LNG运输船电力推进系统,侧重于本船电力系统设计阶段中谐波的分析计算,进行相应的仿真研究,验证其符合性,对船舶的设计建造提供依据及治理方案。     

基于EDSA的电力推进船舶电力系统谐波建模与分析

文章介绍电力推进船舶电力系统谐波产生的原因及其对于船舶其他电气设备的影响。通过EDSA软件对电力系统进行建模和分析,提出谐波抑制和消除方法。以实船电力系统为例,建立了该系统的仿真模型,对于采取谐波抑制措施前后的谐波含量进行对比分析。结果表明,该方法简单可靠且快速,对于船舶的后续设计有重要指导意义。     

大型船舶电力系统短路交流电流计算系统

现有技术手段不能有效计算船舶电力系统中短路交流电流的横、纵向流量情况。为解决此问题,设计基于大型船舶电力系统的短路交流电流计算系统。通过完善网络结构、搭建数据通信接口2个步骤,完成新型交流电流计算系统的硬件部分设计;通过数据库设计、编程语言确定、数据传输流程确定3个步骤,完成新型交流电流计算系统的软件部分设计。模拟系统运行环境设计对比实验结果表明,应用基于大型船舶电力系统的短路交流电流计算系统后,横、纵向电流流量的计算准确性均能超过80%。     

船舶电力系统谐波抑制技术

为提高船舶电力系统的谐波抑制有效率,设计了一种基于无功率理论的船舶电力系统谐波抑制技术。利用滞环比较的瞬时值对指令电流进行跟踪。采用无功率理论,对电力系统产生的谐波进行检测,并计算无功率谐波,实现船舶电力系统的谐波抑制。仿真实验结果表明,基于无功率理论的谐波抑制技术较传统技术的谐波抑制效率提高27.3%,具备有效性。     

电力推进式船舶电力负荷预测系统研究

传统船舶电力负荷预测系统存在短期用电量不均、承载上限模糊等弊端。为有效解决上述问题,设计新型电力推进式船舶电力负荷预测系统。通过预测电路设计、推进负载接口设计2个步骤,完成新型系统的硬件运行模块设计。通过电力负荷环境的搭建、数据库设计、负荷预测流程完善,完成新型系统的软件运行模块设计。模拟系统应用环境设计对比实验结果表明,与传统系统相比,新型电力推进式船舶电力负荷预测系统有效平均短期用电量、明确承载上限。     

基于感应滤波的电力推进船舶电网谐波抑制

为研究谐波抑制方法在电力推进船舶电网中的应用,提出了一种基于感应滤波方式,同时具有自耦补偿和谐波抑制作用的新型推进变压器结构。该变压器二次侧采用延边三角形接线,它将传统滤波和无功补偿装置移至绕组内部且公共绕组的等效短路漏电感为零设计,使船舶大功率变流设备在电能变换过程中产生的谐波源无法进入交流网侧,有效地抑制了谐波对船舶电网的污染。对比船舶电网传统滤波方法,对新型推进变压器的结构设计,滤波原理进行了介绍,并分别对基于新型和传统推进变压器的6相交直交推进方式船舶电力系统进行了SIMU-LINK仿真,仿真结果的电流波形和电流频谱验证了方案的正确性和可行性。     

船舶电力推进系统高压整流控制技术研究

电力控制技术已经与微电子控制技术深度结合在一起,通过各种先进的整流控制技术,船舶电力控制系统已经发展到非常先进的程度。尤其是针对高电压电力系统开发的PWM整流控制技术,正发挥着非常突出的作用。本文基于PWM整流控制技术特有的低谐波、低容量储能和稳定的直流电压控制等特点,建立船舶高电压电力系统的拓扑模型和控制算法,重点研究船舶电力系统中三相PWM整流器的设计。最后,通过Matlab软件对此整流控制器的波形输出和谐波抑制能力进行仿真研究。     

船舶电力电路短路检测系统设计

传统船舶电力短路检测系统不能进行长时间的满负荷运行,且电机检测修复效率较低。为解决上述问题,设计新型船舶电力电路短路检测系统。通过检测电源模块设计、电力短路接口芯片选择2个步骤,实现新型系统的硬件运行环境搭建。在此基础上,通过电路操作协议栈移植、电力检测励磁参数设置、短路驱动程序设计3个步骤,实现新型系统的软件运行环境搭建,结合软、硬件运行模块,完成新型船舶电力电路短路检测系统的搭建。对比实验结果表明,与传统船舶电力短路检测系统相比,应用新型船舶电力电路短路检测系统后,满负荷运行时间最长可达150 min左右,电机检测修复效率始终不低于60%。     

基于SAPF的船舶电力系统谐波抑制

为避免大量强非线性负载的使用给船舶电力系统带来严重谐波污染,提出采用并联型有源电力滤波器(SAPF)实现船舶电力系统的谐波抑制。在建立船舶电力系统仿真平台的基础上,从分析船舶典型强非线性负载的谐波成分入手,设计并联型有源滤波器的谐波电流检测模块和补偿电流跟踪控制模块。仿真结果证明并联型有源滤波器对船舶电力系统谐波抑制的有效性。     

船舶电力线载波通信传输信号去噪方案设计

现有船舶电力信号去噪手段不能有效过滤传输数据中的杂糅成分,造成严重的脉冲干扰现象。为解决上述问题,设计一种新型的船舶电力线载波通信传输信号去噪方案。通过信号载波特征量提取、传输特征量组合选取2个步骤,完成船舶电力线载波通信传输信号的分析与识别。在此基础上,通过最佳小波去噪层数确定、特征信号阈值动态调整、脉冲去噪定量计算3个步骤,完成新型去噪方案的搭建。对比实验结果表明,与现有技术手段相比,应用新型船舶电力线载波通信传输信号去噪方案后,传输数据中杂糅成分含量明显降低,脉冲干扰事件发生几率得到有效控制。     

基于遗传算法船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计

在节能减排的趋势下,人们开始探求开发新能源作为辅助动力并入船舶电网。船舶电网是一个有限电源系统,电网谐波含量较高。新能源并网接口是逆变器,采用的脉冲宽度调制(PWM)技术使并网逆变器产生高频谐波电流注入船舶电网,容易造成船舶电网不稳定。需在逆变器后端加上能够滤除高频谐波的LCL型滤波器,而陆地上传统的并网逆变器LCL滤波器参数设计的试凑法很难满足船舶新能源逆变并网要求。鉴于此采用遗传算法对船舶电网侧LCL滤波器各参数优化设计的方法,综合考虑船舶电网LCL型滤波器的约束条件选择出最优解。仿真结果表明,采用遗传算法优化参数的滤波器对逆变器输出谐波进行有效抑制,为船舶新能源并网提供理论支撑。     

船舶电力推进变频输出电压谐波抑制研究

根据船舶电力推进变频驱动的特点,提出了一种新型变频器输出混合有源正弦波滤波器,在变频器的输出侧接上一个LC基波串联谐振电路,使变频器的输出电压对基波呈现低电抗、对谐波呈现高阻抗;同时实时检测负载端电压,根据瞬时无功功率理论可直接检测出谐波电压波形,并通过变流器和串联变压器反馈一个与谐波电压幅值相等、相位相反的电压去抵消系统中剩余的谐波电压。阐述了新型变频器输出混合有源正弦波滤波器的结构和工作原理,分析了滤波器的谐波抑制原理,给出了滤波器的仿真结果及分析。仿真结果表明:此滤波器设计新颖、结构简单、可靠性高,在各种工况条件下都能得到优化的滤波效果,很好地改善变频器的输出电压波形。     

船舶光伏逆变器LCL滤波电路结构设计与参数优化方法

本文针对光伏发电系统与柴油发电机组构成的混合动力船舶,研究其电力系统结构及光伏逆变器PQ控制策略；针对光伏逆变器中LCL滤波器固有的谐振尖峰、及传统滤波电容串电阻降低高频谐波抑制能力的问题,提出了网侧电感并联L-R的无源阻尼LCL电路结构,并通过所该电路结构数学模型进行了频率特性与谐波抑制能力研究,揭示了其优良的高频谐波抑制特性,并获得该电路结构的参数优化方法。仿真结果表明,所提出的电路结构及参数优化方法在大为降低谐振峰值的同时,提高了对高频谐波的抑制能力。所提出的电路结构及参数优化方法在船舶光伏逆变器的应用领域具有广泛应用前景。     

基于混合型逆变器控制的船舶电力系统谐波抑制研究

船舶电力系统结构简单容量小,所带的非线性负载复杂,电网中谐波含量较高,对电网和设备带来了危害。以降低谐波为目标,本文采用了一种混合型逆变器控制系统。通过独立地对大功率低开关频率逆变器与小功率高开关频率逆变器进行载波调制,实现了交流驱动与谐波抑制。分析了系统的数学模型,介绍了控制策略。在Matlab软件中搭建了混合型逆变器控制系统的仿真模型,并与传统型逆变器控制系统进行了对比。仿真结果表明:混合型逆变器能够有效减少特征谐波和高次谐波,在船舶电力系统中有良好的应用前景。     

OBE-CDIO模式下电力推进船舶电网谐波抑制

现有电力推进船舶电网谐波抑制方法由于应用技术的局限性,存在着电压与电流波形畸变率较高的问题,因此提出OBE-CDIO模式下电力推进船舶电网谐波抑制方法。深入分析电力推进船舶电网谐波特性,以此为基础,选取变频器作为谐波抑制装置,并设计装置主电路,应用上述设计的12脉冲变频器主电路,在电力推进船舶电网谐波抑制中,将变压器设计为2组,2组整流桥产生的谐波可以相互抵消。实验数据显示:与现有方法相比较,提出方法电压与电流波形畸变率均较小,充分表明提出方法的谐波抑制效果更佳。     

船舶电力系统谐波的危害与治理

谐波的干扰已成了船舶电力系统中影响电能质量的一大"公害"。本文从船舶电力系统谐波生成的内在机理出发,分析了船舶电力系统谐波的危害以及计算方法并提出了几种谐波治理的措施。