基于热力学的船舶柴油发电系统建模与分析

船舶柴油发电系统将化石燃料的能量转换为船载设备可用的电能,在柴油发电机的能量转换过程中会产生较大的能量损耗,目前常用的能量改善方法是建立余热锅炉发电装置,利用柴油主机的余热发电。本文的研究目标是提高船舶柴油发电机组的能量利用率,采用一种热力学分析和仿真方法,建立船舶柴油发电机组和余热锅炉的热力学模型,并进行了柴油发电机的仿真。     

基于AMEsim的船用柴油发电机组仿真

柴油发电机组中柴油机与发电机相互耦合连接为一个整体,二者对机组的电能品质输出均具有重要的影响。以往柴油发电机组的仿真过程中,对柴油机部分的仿真总是处于欠缺或不够精确,基于此,文章引入系统建模与仿真软件AMEsim作为现有机组仿真方法的补充,对某柴油发电机组进行了详细的系统建模与仿真,并分析了机组在负载变化时输出电压、转速等参数的变化特性。结果表明,利用AMEsim软件建立的模型具有较高的仿真精度,可作为柴油发电机组设计与研究的辅助手段。     

船舶PMS控制策略仿真测试平台设计与实现

为了更好的验证船舶功率管理系统的控制策略,避免危险工况下的测试风险,本文基于Matlab仿真软件与Visual studio 2010开发工具,设计并实现了一个较为通用的船舶能量管理系统仿真测试平台,从船舶能量管理系统的功能出发,具有针对性的建立船舶柴油发电机组、负载等模型用于仿真测试。该软件可在正常和非正常状态下测试PMS系统的控制策略,便于PMS控制策略设计,缩短PMS开发周期。     

船舶电力系统中同步发电机的实测建模

本文分析了船舶电力系统中同步发电机的派克模型和实用模型,提出了运用最小二乘法和人工鱼群智能算法混合算法辨识同步发电机参数的方法,并进行了仿真实验,验证了该方法的正确性和高效性。利用实验平台,对柴油发电机组中同步发电机通过特定实验测试和参数辨识处理,建立了符合实际运行状况的同步发电机模型。     

波浪数据采集与双向振荡波浪发电装置仿真

波浪发电装置能量转换效率是表征其性能的重要指标,而各转换部分相关的数据均需要通过复杂、繁琐和成本极高的传统测试方式获得。通过Lab VIEW设计了一套波浪数据采集系统,利用虚拟仪器采集发电装置所在水域的波浪数据。同时,基于AMEsim建立波浪振荡发电装置的仿真模型,通过给定模拟信号,仿真液压系统中马达的压力、转速和扭矩特性曲线。与传统的实测数据进行对比分析,验证了仿真的合理性,仿真结果可为波浪发电装置设计的可行性和参数优化设计提供一定的参考。     

柴油发电机运行控制模型研究

决定柴油发电机组发电质量的因素有很多,其中之一是柴油机转速的控制质量。本文首先研究柴油发电机组硬件在仿真系统中的原理框架,接着通过研究实际的柴油机样本,基于NARX建模理论,建立了柴油发电机组的仿真模型。最后通过仿真模型获得的数据设计柴油发电机的转速调节装置,实现柴油发电机组各发电机转速动态调节的作用。     

混合动力船舶能量管理系统控制与优化

本文介绍使用频率方法改进混合电动船(HEB)能量管理系统,并对系统做适当优化。柴油发电机通过超级电容器和锂电池的配合出力来满足混合动力船的负荷需求。超级电容器和锂电池通过两个双向DC/DC连接到直流母线,柴油发电机使用三相pwm整流器连接到直流总线。DC/AC转换器连接到使用两个电动机作为推进器模拟混合动力船(HEB)在航行过程需求的推进负载。利用粒子群优化算法来整定柴油机调速系统PID控制器参数,使其有更快的速度响应。本文通过柴油发电机,超级电容器和锂电池这些电源的功率分配来满足动态负荷需求。理论结果通过MATALB/Simulink软件进行仿真验证。     

发电机励磁系统的仿真研究

本文以船舶柴油发电机为控制对象,应用MATLAB软件对船舶柴油发电机控制进行了建模,对励磁模块进行了设计,发电机励磁系统是具有复励功能的无刷励磁.通过船舶电网带10%的发电机额定负载和50%的发电机额定负载的仿真运行,系统的控制具有良好的效果,从而证明对励磁系统的设计是成功的.     

基于MATLAB的电力系统并网运行分析

运用MATLAB6.5软件做电力系统模型的发电机并网运行仿真实验,通过各种运行情况的仿真实验和分析,对实际的电力系统运行故障防范于未然,保证电力系统稳定运行;运用MATLAB6.5软件建立单机无穷大系统模型,并利用其仿真功能对该模型的各种运行情况进行仿真实验和分析,得到相关结论。     

PSO算法和simulink在船舶电站控制中的应用

船舶电站是电力系统正常运转的核心功能模块,集成了柴油发电机、测量仪器仪表、控制器等多种元器件,优化舰船电站已经成为当前的研究热点。PSO优化算法是一种仿生算法,近年来获得了很大的发展。首先系统介绍PSO算法的基本原理,然后结合船舶电站柴油发电机的函数模型,优化一种船舶电站的调速控制器系统,并利用Matlab中的simulink模块开展了柴油发电机的调速控制仿真,有助于改善当前船舶电站的控制水平。     

船舶半物理仿真电站监控及虚拟操纵的系统设计

本文介绍智能控制电动机替代柴油机的船舶半物理仿真电站的优点,以此研究电站监控系统;采用组态软件和网络技术的有机结合技术,在船舶电站的监控与虚拟操作仿真进行实践,设计出具有友好的人机交互界面、可根据不同的船型有着较高参数调整灵活性和方便进行二次开发的监控与虚拟操作系统,其监控功能具有发电机组的启停、并车、解列、调频调载、电压和无功调整以及发电机组自动巡回检测、电力系统保护、发电机组工作状态实时显示等监控与虚拟操作等功能。     

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.     

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。     

基于双PWM变换器的轴带发电系统控制策略研究

本文提出了一种由双PWM变换器构成的新型轴带发电系统控制策略,其整流侧将轴带发电机发出的电压、频率变化的交流电变换为直流电;逆变侧采用虚拟同步发电机控制策略,使逆变器具有与柴油发电机相似的输出下垂特性和电气、机械特性,保证该轴带发电系统能与常规的柴油发电机组长期稳定并联运行。在MATLAB/Simulink环境下搭建了该新型轴带发电系统的仿真模型,对其与柴油发电机组的并联运行进行了模拟,对模型中转动惯量对系统的影响进行了分析,验证了该控制策略的可行性。     

船舶电力推进系统谐波特性仿真与试验

对船舶电力推进用同步发电机-推进变流器系统的谐波畸变进行了分析,建立了发电机带整流器负载、变频器负载的Matlab/Simulink仿真模型,对特定工况下的发电机侧谐波畸变进行了仿真;搭建了全系统全尺寸试验平台,以测量发电机侧的谐波畸变;将仿真结果与试验结果进行对比分析,验证了仿真模型的正确性,同时对船舶电力推进系统运行时的谐波含量进行了预估.     

电力推进船舶供电单元建模与仿真

本文分析了电力推进船舶电力系统的特点，建立了带有PID调速系统的柴油发电机组仿真模型，同步发电机采用相复励励磁系统。针对电力推进船舶的电力系统特点，分析了电力系统常见的三相故障对同步发电机励磁电压和端电压的影响。     

核电应急柴油发电机组监控系统设计

为了检测柴油发电机组的冷态状态、运行参数,控制柴油发电机的运行以及励磁,并进行故障保护,本文设计了由机旁速度控制柜、柴油发电机状态监控台以及发电机电压转速测验台组成的监控系统,配合现场操作人员实现对核电应急柴油发电机组的检验,实现了机组的自动化操作,控制、检测到的数据精确,故障保护措施齐全。     

柴油发电机组基座试验模态分析与有限元分析

使用有限元分析软件 ANSYS,对柴油发电机组基座在自由-自由边界条件下进行了有限元模态分析,获得了各阶模态参数,并与试验模态分析结果进行了对比,验证了有限元模型的正确性,进而为基座的结构优化设计提供了依据.     

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。