船舶高压电站电力管理系统及其使用

随着现代船舶电气化水平的不断提高,船上用电设备日益增多,用电负荷快速上升.目前很多大型船舶电力系统的总装机容量已达数十兆瓦,一些海洋工程船及专用船舶的系统容量甚至已达一百多兆瓦,在这些船上,高压电已经成为船舶电力系统的首选.高压、大功率电力系统必须配备安全、可靠的网络型发电控制和监视系统,其核心就是电力管理系统.网络型电力管理系统的主要特点表现为：     

船舶电力推进系统运行的仿真

船舶电力推进系统的推进电机单机容量大于发电机单机容量,属于重负载电力系统.建立船舶电力推进系统运行的数学模型,在MATLAB软件平台上对该系统进行仿真运行.对获得的电网电压信号,采用小波变换进行波形分析和特征抽取.仿真实验结果表明,该船舶电力推进系统仿真模型合理有效.     

支持向量机在船舶电力负荷预测中的研究

在现代的船舶设备中,电力系统已成为船舶的主要动力来源,其性能的优劣对船舶的航运安全和成本有着非常重要的影响。随着各种电气设备被广泛应用于船舶控制和通信导航系统中,船舶的电力供给已经变得至关重要,因此对电力系统负荷的预测已经成为人们研究的重点。本文结合支持向量机回归算法,设计了用于船舶电力系统的负荷预测机制,通过建立船舶电力预测模型和最小二乘支持向量机模型,实现了对船舶电力系统的负荷预测和性能优化。     

船舶综合电力推进系统的发展及应用秦

船舶电力系统与船舶电力推进系统一体化供电的船舶综合电力系统是未来发展的新趋势.本文从总体设计角度出发,对综合电力推进系统的优点进行分析,并着重阐述了电力推进系统设计中可能存在的若干问题,如电站容量、电压和电流谐波、接地保护等,并对这些问题进行探讨和分析.同时针对这些可能存在的问题提出了相应的解决方法,并对多个解决方案作了详细的分析和比较,最终得到最优解决方案.     

基于自组织临界性理论的船舶电力系统脆性分析

该文建立了船舶电力系统的自组织临界性脆性模型,对船舶电力系统进行脆性分析,通过考察潮流动态来研究脆性发生的机理。该模型分为快动态过程和慢动态过程,前者为基于改进的直流潮流模型的船舶电力系统脆性模型算法,后者为船舶电力系统节点负荷和线路容量增长算法。仿真结果表明,船舶电力系统的脆性故障规模与发生次数在曲线的尾部都具有幂律特性,船舶电力系统脆性具有自组织临界性;同时,过载参数会影响船舶电力系统脆性的自组织临界性。     

基于ANN的船舶电力系统脆性评估

为提高船舶电力系统脆性分析和简化计算步骤,以及提高船舶电力系统脆性计算速度,提出基于人工神经网络(ANN)负荷削减模型,该模型不需要在线计算船舶电力系统中的故障潮流计算和负荷削减计算。为说明基于人工神经网络负荷削减模型的精确性,又引入了基于直流潮流的线性规划模型,对船舶电力系统进行脆性计算。利用这2种脆性评估模型对实例中的船舶电力系统脆性分别进行计算,验证了基于人工神经网络(ANN)负荷削减模型的可行性和有效性。     

船舶电站负荷扰动下轴系瞬时转速的动态仿真

受到大负荷扰动后,船舶电站的参数将发生较大变化.从发电柴油机、电力负荷、发电机及励磁调节系统方面建立柴油机瞬时转速的动态模型,并从气缸做功和负载方面对瞬时转速变化方面进行分析.依据发电柴油机的不同负荷类型,分别从恒定阻抗法、电动机机电暂态过程动态特性、负荷的静态特性三方面进行归类计算,提高了负荷的动态和静态仿真性能,励磁系统则采用三阶实用模型.最后利用Matlab/SIMULINK进行了系统的静态、暂态和动态稳定性分析.     

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。     

船舶综合电力推进系统的发展及应用

船舶电力系统与船舶电力推进系统一体化供电的船舶综合电力系统是未来发展的新趋势。本文从总体设计角度出发,对综合电力推进系统的优点进行分析,并着重阐述了电力推进系统设计中可能存在的若干问题,如电站容量、电压和电流谐波、接地保护等,并对这些问题进行探讨和分析。同时针对这些可能存在的问题提出了相应的解决方法,并对多个解决方案作了详细的分析和比较,最终得到最优解决方案。     

船舶电力系统负荷模型及参数辨识研究

该文在分析了船舶电力系统负荷特性的基础上,将陆用电力系统负荷仿真研究中的一种综合负荷模型引入到船舶电力系统负荷仿真研究中,采用遗传算法辨识了模型参数,并进行了实际模型与辨识模型的对比分析,验证了模型的合理性.     

基于改进自适应遗传算法的船舶电力系统滤波装置优化配置

近年来随着大量非线性负载的投入使用,船舶电网谐波问题日益严重,直接影响到船舶电气设备的正常工作和使用寿命。论文结合船舶电力系统动态负荷多等特点采用节点电势法进行基波潮流计算,忽略传输线路压降,对非线性负荷进行迭代求解,因而收敛速度快,精度高。在迭代求解过程中,采用改进的自适应遗传算法。根据适应度值的集中程度自适应地变化整个种群的交叉概率和变异概率,增加了种群多样性,扩大了搜索空间。应用改进的自适应遗传算法对一个12节点船舶电力系统进行滤波器优化配置,优化结果表明了算法的有效性。     

含大功率脉冲性负荷的船舶供电系统设计及研究

脉冲性负荷是一种功率波动明显、频率切换频繁的负载,而船舶电力系统的容量和惯性较小,容易受到负荷波动的影响。本文首先根据雷达的种类、功率,及其运行特性和影响,将其进行分类并梳理出相应的解决思路,对功率波动周期和占空比都不确定的脉冲负荷雷达进行研究。由于柴油机的调速特性和发电机的调压特性都跟不上负荷频幅的波动,脉冲性负荷的工作会给船舶电力系统造成恶劣的影响,本文设计了一种含电容储能的脉冲性负荷供电系统,并完成储能电容参数的计算,结合柴油发电机组固有机械储能特性优化配置电容储能的容量。通过仿真验证了该供电系统在雷达多种典型工况下,直流母线电压的波动满足相关指标要求,网侧输入功率平滑稳定,且网侧电压谐波小于2%,满足负荷供电需求及舰船电网抗负载冲击的要求。研究结果对脉冲负载在舰船电力系统中的应用及其设计方面具有一定的指导意义和参考价值。     

新型电源结构下船舶综合电力系统区域配电网技术

随着船舶行业技术逐渐向高端化发展的趋势,综合电力系统技术作为未来清洁高效环保的发展方向日益被重视.船舶电力系统的电源、配网、用能3部分相互影响,用能日益提高,电源部分的高密度、大容量要求严格,多相设计是满足目前电源大容量需求的主要途径.分析当前常用的配网结构,直流区域配电网技术具有结构适宜、安全性高的特点.结合区域配电的思想,本文提出配电网区域邻接矩阵负荷管理办法,对电网多级负荷的运行状态、负荷计算、能量管理及其网络重构进行分析,对飞轮储能系统进行分析,相比传统的邻矩阵算法,分区管理思路能够减少计算量,辅助能量管理系统提高船舶的管理效率.     

结合功率管理推力分配策略研究

由于动力定位对船舶的推进能力要求比较高,所以采用动态性能更好的电力推进方式已经成为了动力定位船舶的优先选择。对于电力推进船舶来说,推进器是其最大的负载,以起重船为研究对象,除了推进器以外,船上还有起重机和绞锚车等大功率负载。当船上其他大功率负载突然启动或者工作在风浪较大的环境时,会造成整个船舶电网功率波动较大,影响整个船舶电网的稳定性。文章提出自适应组合推力偏置结合功率管理分配方法,当船舶电网功率波动较大时,释放偏置的推力,降低整个船舶电网的功率波动,有助于增强电网的稳定性。     

船舶柴电混合动力系统设计应用

针对功率大、运行模式复杂的柴电混合动力系统在实船上的设计应用问题，以海上危险品应急指挥船作为对象，研究柴油发电机组和储能系统组成、设备配置、运行模式、电池舱布置和规范要求等内容，结合该型船实际使用工况，计算电力负荷，并选用合适的储能系统。结果表明，通过合理的系统设计、容量计算和安全保护布置可满足实船应用技术要求。     

改进下垂控制在船舶电站并联运行中的应用

为了解决跨接线造成不同电站发电机组输出无功功率不平衡的问题,提出一种改进型虚拟功率下垂控制策略。该方案利用各机组的虚拟无功功率信息,修改虚拟无功电压下垂特性曲线的电压配置,达到提高虚拟无功功率分配精度的目的,进而实现有功功率和无功功率的合理分配。同时,通过自适应修改下垂增益对电压和频率进行二次调节,保证系统电压和频率不偏离额定值。PSCAD中的仿真结果表明,该改进下垂控制策略能够快速有效地改善发电机组输出功率的分配精度,并且提高系统频率和电压质量。     

基于脆性熵理论的船舶电力系统脆性评价

将脆性理论引用到船舶电力系统研究中,通过对船舶电力系统脆性概率熵、脆性综合概率熵、脆性风险熵、脆性综合风险熵定义和研究来分析船舶电力系统的脆性.通过仿真表明以上定义能很好地评价船舶电力系统的脆性.     

能量回馈型四象限电力电子负载在船舶电力系统动模试验中的应用

目前,随着船舶综合电力系统的发展,船用负载设备类型的增多导致目前交直流动模试验室无法真实模拟系统动态特性。为研究和分析能量回馈型四象限电力电子负载船舶电力系统动模试验的应用,本文通过分析四象限电力电子负载的拓扑结构和控制方式,在Matlab/Simulink仿真平台和动模试验室中分别进行了能量回馈型四象限电力电子负载相关功能试验。仿真和试验结果表明,能量回馈型四象限电力电子负载能够模拟不同类型的负载以及不同电压、功率等级的电源,并且在模拟负载时,能够将吸收的电能高效地反馈回电网,不仅可以提高工作效率,还能够起到节约电能的目的。     

基于切换系统的船舶电力推进储能系统建模与控制

为减小推进负载扰动对船舶电力系统的影响,提出一种由超级电容构成的储能系统吸收推进负载扰动的新方法.在建立储能系统等效电路的基础上,通过引入切换系统理论,构建储能系统双向DC-DC变换器的切换系统模型,构造Lyapunov函数,进而得到系统切换律.以动态定位船为例的仿真研究表明,超级电容储能系统能够吸收低负载时的船舶电网能量,并在高负载时释放,有效降低能耗,提高推进系统性能.