锂电池在混合动力船舶制动能量回收中的应用研究

针对传统电力推进制动过程中对直流母线电压的影响,制动电阻消耗全部制动能量造成浪费的问题,文中在研究了混合动力船制动回馈机理的基础上,采用锂电池作为制动能量的储能装置,通过双向DC-DC变换器为混合动力船舶提供推力或吸收制动过程的暂态能量,分析锂电池储能系统充放电控制策略,搭建仿真系统.结果验证了锂电池储能系统能够维持直流母线电压稳定,制动能量得到回收.     

安川变频系统UNBC故障的查找及处理方法

在集装箱装卸机械的交流驱动系统中,安川的产品应用广泛,比较有代表性的配置是将能量回馈装置与变频器组合使用。能量回馈装置（又称变流器）在系统中,将电网的交流电源整流成直流电,为变频器提供驱动电源,由变频器将直流电逆变成交流电来驱动交流电动机。当电动机带位能性负载处于下降状态或处于制动状态时,能量回馈装置能根据直流母线的电压变化自动将能量逆变成与电网同幅值、同相位、同频率的正弦交流电回馈到电网,同时可以稳定直流母线电压,     

电力推进船舶的电能质量探讨

电力推进船舶采用了大量非线性变频调速装置,这些装置产生的谐波电流及运行工况的改变都对电能质量造成不良影响。从船舶独立电网的角度出发,对电力推进船舶的电能质量进行探讨,重点分析了电压暂降与谐波问题。最后从提高电能质量的角度出发,提出了电力推进船舶系统的设计意见。     

电力推进船舶功率计算模块的设计

随着电力推进技术的广泛应用,不同特性的电力负载在起动运行时对电网稳定造成一定冲击,引起电网电压不平衡,从而给负载功率需求计算带来困难。本文针对上述问题,依据软件锁相环设计了负载功率计算模块,并构建简化的船舶电网仿真模型,模拟负载在电网电压三相不平衡情况下功率计算,来验证功率计算模块的性能。结果表明该模块能够快速、准确地计算负载所需实际功率,为电力推进船舶能量管理功率控制策略提供精确数据。     

船舶电网电能质量的数字测量系统研究

分析了船舶电网的特点和船舶电网电能质量参数,阐述了对船舶电网电压畸变进行测量的重要性,提出了将传统的船舶电网电压畸变的模拟式测量法改进为数字式测量法。同时设计了一种适合船舶应用的数字型电压谐波测量系统。该系统用于船舶电力推进物理仿真实验系统电压谐波畸变的测量后,其试验结果证明了该测量系统适用于船舶电网电能质量的参数测量。     

基于超级电容的车客渡船能量管理策略

针对车客渡船航行过程中因推进电机需要频繁大尺度启动和制动而造成船舶电网易产生较大波动、能量管理复杂的问题,提出一种基于超级电容的车客渡船能量管理策略.采用模糊自适应(PID)控制策略对储能系统充放电进行控制,以直流母线电压为目标,通过Matlab/Simulink建立仿真模型,并搭建超级电容能量回收试验平台,验证该能量管理策略的可行性.结果表明,超级电容能对推进电机制动能量进行缓冲存储,提高能量的利用率,同时还可以减小船舶电网的波动,避免发电机组频繁调节,提高电网的安全性.     

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.     

有源前端变频器中PWM整流器的仿真研究

为了减小船舶电力系统中的谐波干扰和实现船舶制动时能量回馈,有源前端(Active Front End,AFE)变频器逐渐在电力推进船舶中得到应用。针对AFE变频器的关键部件PWM(Pulse Width Modulation)整流器进行了研究,在建立三相电压型PWM整流器数学模型的基础上,采用前馈解耦控制策略,实现了有功功率和无功功率的解耦控制。通过PSCAD/EMTDC(Power System Computer Aided Design/Electromagnetic Transient in DC Sys-tem)软件环境下的仿真研究,对单位功率因数整流和有源逆变进行了比较,表明PWM整流器可以实现能量双向流动,控制系统具有较好的动态性能。     

2 MW城轨交通再生制动能量存储装置设计与实现

地铁列车在制动的过程中,再生制动能量通过机车变频装置回馈到直流电网,致使电压升高,由于站间距离短,列车启动制动频繁,该部分制动能量非常可观,调查显示,这部分能量一部分被相邻的列车按一定的比例吸收,其它部分被电阻吸收以发热的形式向四周散发,不仅造成了隧道内的温升,同时造成了能量的浪费。针对以上问题,笔者自行设计了一套基于超级电容的2MW再生能储装置,将列车制动的能量吸收并储存起来,在直流网压过低时,将能量释放到电网,保证了直流电网电压的稳定,同时降低了能耗和成本。笔者通过计算对主要的元器件进行选型,并根据型号搭建储能装置的Buck—Boost电路模型进行仿真计算储能装置在充放电时的电压电流波形,分析波形,基本达到了预期的设计目的。     

基于电力推进船舶的电网谐波分析

以典型的电力推进船舶为依托,介绍电力推进船舶电网的系统组成,阐述了电力推进船舶电网常用的谐波抑制技术及特点。对比分析表明,该船采用虚拟24脉冲多相整流谐波抑制技术,并在项目设计阶段通过ETAP软件对电网谐波进行了仿真计算。经实船验证,符合CCS船级社和IEEE519标准的谐波要求,可为今后电力推进船舶的谐波处理提供一定参考。