超级电容器在直流电力系统中应用研究

本文介绍了以超级电容器作为储能元件的储能系统在直流电力系统中的应用.通过对储能系统运行状态的分析,给出了储能系统中各主要元件取值的计算方法,并利用SimPlorer6.0对所介绍的系统进行了仿真,仿真结果验证了分析的正确性.     

基于H∞鲁棒控制的船用混合储能双向DC-DC变换系统设计

双向DC-DC变换系统是为实现船舶混合储能中不同类型储能元件间匹配控制和能量管理必要的执行机构。针对传统DC-DC控制策略的混合储能系统存在较大程度的参数摄动和负载干扰的问题,引入H∞鲁棒控制策略,从而弥补传统控制策略的缺陷;运用Matlab/Simulink软件搭建船用混合储能双向DC-DC变换系统仿真模型,开展有功负荷突增突卸和系统响应特性试验。结果表明:采用该策略能有效提升混合储能系统平抑冲击负荷的动态性能,充分发挥混合储能系统内储能元件各自的优势,延长系统使用寿命。     

同步发电机带整流性负载在三相坐标系中全阶模型的仿真研究

在三相坐标系中进行仿真能准确直观地分析系统中各状态量的稳态和暂态过渡过程,为分析存在大量非线性元件的船舶电力系统提供了一种很好的分析方法.在三相坐标系中建立了同步发电机带整流性负载系统的全阶数学模型,并在此坐标系中进行仿真分析.仿真结果与实际物理过程完全相同,表明此方法是正确有效的.     

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。     

复杂结构的舰船电力系统仿真算法研究

针对复杂结构的舰船电力系统的特点提出了一种新的仿真方法,该方法分为两部分:稳态计算和动态计算.稳态计算部分采用基于网络的节点电势法,充分考虑了线路压降对异步电动机参数的影响;动态计算部分将稳态计算的结果作为仿真初始值,采用变步长节点分析法求解微分方程.仿真和试验结果表明,该算法适用于辐射形、环形和网状形等任何复杂结构的舰船电力网络,方法简单、精度高、收敛性好,易于计算机实现.     

发电机出口断路器跳闸对船舶电力系统稳定性的影响

船舶电力系统在故障发生时，发电机出口断路器跳闸对船舶电力系统是一个较大的扰动，网络中不同位置的断路器动作都会对系统稳定性造成不同的影响。数字仿真方法是研究此类动态问题的有效手段。本文利用PSCAD／EMTDC仿真软件平台，对某型船舶电力系统发电机转速及励磁自动凋节装置进行了模型及参数仿真验证，并对自定义静态负荷模型以及采用铭牌参数建模的异步电动机模型进行了仿真分析，在此基础上通过时域数字动态仿真的方法，针对某型电力系统的网络结构，以典型的系统运行方式为例，分析了发电机出口断路器分断对电力系统稳定性的影响，并进一步提出为保证系统稳定性，系统运行时应当采用的相关策略。     

基于Modelica/MWorks的舰船液压操舵系统建模与仿真

在建立舰船液压操舵系统原件动态数学模型的基础上,利用MWorks软件实现液压能源系统动态特性分析通用模型库的构建.模型库包括长管路动态模型、液压泵数学模型、液压缸数学模型和其他元件如滑阀的数学模型,并根据模型库的元件建立了舰船液压操舵系统方案设计阶段的数理模型,对舰船的液压操舵系统进行了仿真.仿真结果表明,该模型符合实际系统的管路压力和流量脉动特性,在模型中能获得时域范围内系统的流量压力脉动情况.     

航天测量船电力系统稳定性的仿真研究

以某航天测量船为例,分析了其电力系统的结构和组成,基于MATLAB/Simulink软件建立了柴油发电机组和不同类型负载的仿真模型,进而构建了该船的电力系统仿真模型。利用模型仿真分析了海上航行工况下负载顺序启动对电力系统稳定性的影响,得到了柴油发电机组和负载的运行波形。仿真结果表明,不同负载类型对稳定性的影响是不同的,负载功率越大对稳定性的影响也越大。利用该模型可以对其他工况下电力系统稳定性进行分析,也可以为测量船电力系统的分析和设计提供参考。     

基于自适应神经网络的电力系统经济调度

为了适应新能源接入大电网的发展趋势,降低输电损耗,提出了考虑输电损耗的电力系统经济调度问题。提出根据功率平衡约束误差在线调整连续神经元更新步长的自适应方法,建立了基于增广的Lagrange-Hopfield神经网络的自适应神经网络算法,并且构建了该算法的仿真计算流程。从理论上证明了该算法的收敛性,论证了该算法具有快速的收敛速度。通过选取不同的更新步长参数求解实例,证明该算法可以在线调整步长,从而提高收敛速度,大幅减少迭代次数。     

三相坐标系下两节点舰船电力系统全阶数学模型仿真研究

舰船电力系统中存在大量的非线性元件,在直角坐标系下对舰船电力系统运行状态进行仿真分析存在困难,必须运用三相数学模型进行仿真研究。仿真结果表明,在三相坐标系下运用全阶数学模型能准确地研究两节点舰船电力系统的运行状态。     

基于C#与MATLAB混合编程的船舶压载水仿真系统

针对以往船舶压载水仿真系统仅能用于某些特定船舶的问题,提出基于管网有限元法的参数化建模方法。为实现对压载水调节方案的优化,在仿真系统中加入基于改进非劣分层遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)的自动调载算法和基于反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的调载方案搜索方法。通过C#、MATLAB和结构化查询语言(Structured Query Language,SQL)等混合编程手段开发一套船舶压载水仿真系统。经不同船舶上的应用表明,该系统具有通用性,能够根据目标自动生成合理的调载方案。     

燃料电池混合动力系统的极小值控制策略

质子交换膜燃料电池和蓄电池构成的混合动力系统在UUV上有着广阔的应用前景。由于燃料电池自身的工作效率和循环寿命与其工作状态直接相关,因此协调2个能量单元之间的功率分配就成了混合动力系统在开发过程中的关键任务。为了利用能量分配使整个系统工况达到最优,一系列最优化控制理论在混合动力系统中得到应用,并发挥了重要作用。为了将系统的等效氢气消耗总量降到最低,本文重点介绍一种针对UUV混合动力系统的基于极小值原理的能量管理策略。相比之前的控制策略,本文方法能够将全局优化问题转化为局部优化问题,且无需全航程的功率信息作为先验知识。最后利用某小型UUV的典型功率负载曲线开展模拟计算,计算结果显示,从3种不同的初始值开始计算过程最终都能收敛至最优解的某个邻域内,说明提出的控制算法具有很好的鲁棒性,能够在UUV的能量管理系统中实现很好的在线功率分配,达到等效氢耗量最小的优化目标。本文方法具有计算效率高、占用内存少的优势,为实现工程应用中的在线调节创造了可能。     

船舶环形供电网络的短路电流计算

船用环形供电网络短路电流的研究目前处于初级阶段，本文使用等效发电机法和状态方程迭代求解法对环形网络的短路电流进行了研究。等效发电机法可通过发电机与阻抗串联等效和不同型号发电机并联等效将网络简化，从而求得短路电流。迭代求解法中，供电网络模型由状态方程表示，离散后求解，仿真中利用了MATLAB的强大数值计算功能，方便地分析各支路电流。最终给出了两种方法得出的计算结果及仿真曲线，为研究更复杂的环形及网型网络短路电流打下了基础。     

Situation and prospects of shipboard integrated power system reconfiguration technology北大核心CSCD

当前,船舶综合电力系统(IPS)正朝着复杂化、模块化、自动化方向发展,研究快速、稳定、能够应对各种突发状况的船舶综合电力系统重构技术对保障船舶安全和可靠航行具有重要意义。首先,综述当前国内外在船舶综合电力系统重构技术方面的研究进展,讨论集中式重构和分布式重构的特点,并对数学优化算法、启发式算法、人工智能算法等进行归纳总结;然后,分析面对多重并发故障时重构技术所面临的困难与挑战,提出需重点关注混杂系统建模和分层分布式重构框架的建立;最后,从重构模型建立、算法优化、分布式架构等方面对未来船舶综合电力系统重构的发展提出设想和建议。     

基于神经网络的柴油机混合建模方法研究

针对柴油机性能仿真中的建模问题,分析不同建模方法的特点,提出机理和神经网络相结合的混合建模方法,采用神经网络在线补偿机理模型的误差,提高模型精度,并能够适应柴油机的时变特性。以6PA6型涡轮增压柴油机为例,在Matlab环境下建立机理-神经网络混合模型。仿真分析得出混合建模的一些结论。     

新型航道联通成网编码系统开发

常规的航道联通成网编码系统主要以描述航道网拓扑关系的数字型编码为主,而航道本身的基本信息含量偏少。这种方法便于计算机存储,但不够直观。针对该问题,采用分类法对不同类型的航道网编码进行归纳总结,提出文数混合型编码系统。该系统通过文字与数字相结合的方式对航道网进行编码,具有辨识度高、方便、高效、适用性强的特点,有效解决了航道网编码过程中平面位置关系和航道基本信息之间不能融合的问题。     

复杂结构船舶交流电力系统短路电流计算研究

根据复杂结构船舶交流电力系统的特点，提出了一种简单有效的短路电流计算方法。以电站为独立单元，依据网络结构和系统参数分别对发电机和电动机进行等效，利用等值变换简化为各电源直接与短路点通过阻抗相连的形式，然后通过改进算法计算短路电流。仿真结果表明该算法准确度较高，能够满足实际工程需求。     

船舶复杂结构供电网络短路电流计算

针对船舶复杂结构供电网络的特点,结合工程实际和发展趋势,在理论上推导出一种简单有效的船舶复杂结构供电网络短路电流计算方法。通过对典型实例的计算和仿真对比验证算法的准确性。     

船用柴油机混合建模方法研究

鉴于单一的机理建模法和辨识建模法在船用柴油机建模领域都存在一定的不足,提出基于机理与网络辨识互补的船用柴油机混合建模方法。机理模型用来保证不同使用工况下的模型全局可信度,网络模型用来辨识系统中不可描述部分所带来的模型误差,二者通过互补形成混合模型。测试结果表明,采用混合建模方法可更好地反映船用柴油机的真实特性     

结构系统疲劳可靠性分析的一阶和二阶混合方法

本文提出了复杂结构系统疲劳可靠性分析的一阶和二阶混合方法。引进Ｈｏｈｅｎｂｉｃｈｌｅｒ等提出的并联系统可靠性分析的二阶渐近式计算失效途径的疲劳失效概率;利用并联系统等效线性安全余量的概念,形成由失效途径的等效失效单元组成的串联系统;并最终计算整个系统的疲劳失效概率。计算结果表明,这一方法能有效地提高结构系统疲劳失效概率的计算精度。