基于GSA-IPM算法的船舶电力系统无功优化

提出GSA-IPM(万有引力-内点)算法求解船舶电力系统无功优化问题,以降低船舶电力系统的有功损耗,提高电压质量,改善安全经济运行水平。将算法应用于某实际船舶电力系统进行仿真测试,结果与万有引力搜索算法(GSA)、遗传算法(GA)及粒子群算法(PSO)作比较,证明了算法能够使有功网损更低,电压质量更佳,从而验证了方法的有效性。     

船舶电力系统无功优化的GSA-IPM算法

提出GSA-IPM(万有引力-内点)算法求解船舶电力系统无功优化问题,以降低船舶电力系统的有功损耗,提高电压质量,改善安全经济运行水平。将算法应用于某实际船舶电力系统进行仿真测试,结果与万有引力搜索算法(GSA)、遗传算法(GA)及粒子群算法(PSO)作比较,证明了算法能够使有功网损更低,电压质量更佳,从而验证了方法的有效性。     

大型船舶电力系统的静态电压稳定分析

本文主要对船舶电力系统的静态电压稳定性进行分析,提出了两个能分别衡量有功越限及无功越限导致的静态电压失稳的指标。文中利用ETAP软件详细建立了典型的船舶中压系统模型,在潮流分析的基础上分别计算了各种不同船舶工况下有功静态电压稳定指标及无功静态电压稳定指标,对船舶电网的静态电压稳定性进行分析。仿真分析结果表明船舶电力系统无功不足引起电压失稳可能性较有功大。总体说来,船舶电网的静态电压相对比较稳定,设计中应主要注意大容量冲击负荷导致的船舶电网的电压暂态稳定。     

基于混合蛙跳算法的船舶电力系统励磁控制

随着船舶日益大型化和复杂化,电力系统控制日趋复杂,对船舶电力系统的稳定性和自动化有了更高的要求。本文以船舶发电机为控制对象,首先利用simulink对船舶发电机励磁控制系统进行建模,然后利用混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)、权重改进蛙跳算法(weight improved shuffled frog leaping algorithm,WISFLA)和粒子群算法(PSO),分别设计出自动电压调节器(AVR)并通过比较得到最优控制器,最后应用最优励磁控制器对系统进行负载及电力系统故障仿真试验,从而证明改进混合蛙跳算法应用在励磁控制上有很好的效果。     

基于层次分析—模糊综合评估法的电力推进船舶电能质量实时评估系统

[目的]随着电力电子器件在船舶上的广泛应用和船舶电力系统容量的不断增加,船舶电能质量问题日益突出。为此,设计一种电能质量实时评估系统。[方法]首先,基于电力推进船舶电力系统的特点和船舶电能质量的研究现状,分析主流电能质量评估算法的优缺点与可行性;然后,根据最新评估标准,筛选可以反映船舶电力系统运行特点的8个电能质量指标,构建多层次评估体系,提出基于层次分析法(AHP)—模糊综合评估(FCE)法的船舶电能质量实时评估系统;最后,基于电力推进船舶实验装置进行可行性验证,并通过Matlab软件设计相应的图形用户界面(GUI)。[结果]该评估系统可以实现船舶电能质量的1 s级实时评估打分,同时生成定性与定量2种形式的评估结果。[结论]AHP—模糊综合评估法可以成功应用于船舶电能质量的实时评估系统,有利于船舶电力系统设备的集中监测管理,并为其他评估方法在船舶领域的应用提供一种新的设计思路。     

中压直流船舶电力系统MMC的参数研究

在中压直流船舶综合电力系统中,换流器是其关键组成部分,但随着船舶电力系统电压等级的提升,传统换流器已经不能满足系统的需求。模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）作为一种新型换流器,可以代替传统换流器。首先对MMC的原理进行介绍,结合中压直流船舶电力系统的参数设计合适的MMC,并从子模块的电容电压波动、系统有功功率响应时间、抑制系统谐振和抑制系统内部环流4个方面对子模块电容和桥臂电感值进行选取,最后经过Matlab/Simulink仿真验证方案的可行性。     

基于改进粒子群算法的舰船电力系统无功优化

依据舰船电力系统的特点,构建适用于舰船电力系统的优化模型。率先采用自适应粒子群算法对舰船电力系统进行无功优化。与标准粒子群算法相比,新算法有效克服了标准粒子群算法在优化过程中前期易陷入局部最优和后期收敛速度慢的缺点。优化后,舰船电力系统的有功网损降低明显,电压分布也更加合理,保证了舰船电力系统安全稳定的运行。     

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。     

船舶电力系统中源变换器的控制策略

船舶综合电力系统采用集成化技术,在船舶内进行电能的产生、传输、转换和配给,并利用电能作为动力源实现舰船的航行和武器发射。现代舰船上的武器发射系统(如电磁炮、电化学动力炮)、舰载机弹射、回收、电气防护等瞬时功率可达数百兆瓦,对整个电力系统形成极大的冲击,影响供电系统的稳定性。为此,本文分析了恒功率负载和电压负载对舰船综合电力系统稳定性的影响,提出了一种适用于船舶综合电力系统源变换器的恒功率负载电压电流(U-I)单开关周期反馈控制方法,提高了船舶恒功率负载运行的稳定性。     

利用多Agent算法进行船舶电力系统网络重构模型研究及仿真

船舶电力系统(SPS)的网络重构通常用于船舶电网的输配电,故障恢复等,是一种重要且常用的电网控制技术。船舶电力网络重构可以被抽象为具有多目标和多约束的典型非线性离散优化问题。本文根据SPS的特点,建立SPS的简化网络模型和重构数学模型。提出一种多代理和粒子群优化(MAPSO)算法,给出该算法的算法流程和实现方法。分析验证结果表明,MAPSO可以有效重构船舶电力系统。     

船舶电力系统无功优化过程的自适应粒子群算法应用

随着现代船舶工业的需要,船载用电设备的数量越来越多,船舶电力系统的容量也越来越大。船载用电设备在提高船舶自动化水平的同时,也对船舶电力系统的稳定性、安全性、节能性等提出更高要求。其中,船舶电力系统网络的无功损耗问题一直是相关领域的研究重点。电力系统的无功优化是指当系统的结构参数、负载等保持不变的情况下,通过改善船舶电力系统电源的电压等参数,调节电网的潮流计算,无功优化对提高船舶电力系统的供电效率,降低事故发生率等有重要的作用。本文系统的介绍了自适应粒子群算法,并将该粒子群寻优算法应用到船舶电力系统的无功优化过程中,对于改善电力系统的无功优化过程有重要的意义。     

基于EEMD的HHT在LNG船电力系统故障检测中的应用

随着社会的发展,LNG(液化天然气)船舶更多采用电力推进作为主要动力方式,船舶电力系统由于结构复杂、容量巨大,因而容易发生故障。当电力系统出现故障时,电网的瞬时电压、电流、频率等特征量会相应变化,根据电压频谱的变化可以对LNG船电力系统故障进行有效识别。本文采用基于EEMD的HHT对故障暂态进行检测,结果表明该方法可以有效地进行故障识别。     

船舶电压敏感型负载稳压设备电压补偿策略

为保证船舶电网电压波动时船舶电压敏感型负载工作的稳定性,根据动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)的结构和电压补偿策略,并结合船舶自身特点,提出无功功率补偿策略和有功功率补偿策略两种电压补偿策略。在负载端电压偏离额定值的情况下,前者通过施加在q轴上的负载电压闭环控制,使设备仅向系统提供无功功率即可恢复负载端电压,设备无需储能且经济性较好;对于无功功率补偿策略补偿能力有限的负载,则通过施加在d轴上的负载电压闭环控制,使设备既提供无功功率又提供有功功率,恢复负载端电压,适用于电压大范围变化的负载。两种策略均在MATLAB/Simulink环境下进行验证,仿真结果表明这两种方法均可在短时间内使负载端电压恢复至额定值。     

大型船舶电力系统过流保护算法优化

受航行环境影响,大型船舶电力系统在运行过程中极易出现短路问题,严重影响船舶航行安全性。为解决上述问题,提出大型船舶电力系统过流保护算法优化方法。通过对船舶电力系统标准运行参数进行采集,计算等效电动机短路电流数值,根据计算结果进行对过流保护算法进行优化和完善,从而更好保障大型船舶电力系统在运行的安全性和稳定性,有效避免了环境对船舶电力系统产生的影响。最后通过实验证实,大型船舶电力系统过流保护算法相对于传统方法而言具有更高的安全性和有效性,充分满足研究要求。     

电动船舶电力系统的谐波抑制

针对电动船舶中电力系统的谐波抑制问题进行研究。首先分析电动船舶电力系统中谐波产生的主要原因及谐波特点;其次,针对船舶推动电力系统中的整流器对谐波产生的影响,采用了三相电压型PWM整流器对其进行改进,抑制电力系统中谐波的产生;由于高次谐波成分并没被滤除干净,因而在供电网侧与PWM整流器之间增加了L型滤波器对剩余谐波进行滤除。最后,利用Simulink仿真器对本文算法进行仿真验证,结果证实算法对谐波滤除的有效性。     

基于粒子群优化算法的船舶电力系统脆性分析

为了提高船舶电力系统稳定性,提出基于粒子群优化算法的船舶电力系统脆性分析方法,构建船舶电力系统的稳定性控制约束参量模型,以电机模型参数为控制对象,通过船舶电力系统电机的转速信息和电磁转矩信息进行船舶电力系统脆性特征分析,采用PI控制算法进行船舶电力系统的输出稳定性控制,建立船舶电力系统的反馈动态补偿稳定性控制模型,结合粒子群优化算法进行船舶电力系统稳定性控制的参量自适应调节,实现船舶电力系统脆性预测和稳定性控制。仿真结果表明,采用该方法进行船舶电力系统脆性分析的准确性较好,控制稳定性较强,提高了船舶电力系统的输出鲁棒性。     

基于GIS的船舶电力系统配电网络的研究

船舶电力系统决定了船载用电设备的正常运行,是船舶的重要组成部分,而电力系统配电网络的拓扑结构和管理方法决定了船舶电力系统的质量。本文利用地理信息系统(GIS)的硬件平台和软件程序,设计一种新型的基于GIS技术的船舶电力系统配电网络,显著提高了船舶配电网络的故障分析和管理水平,具有重要的理论和实际应用价值。     

船舶电力系统稳定方法研究

基于船舶电力系统及陆地电力系统理论,充分研究船舶电力系统的稳定性。首先,通过研究船舶相关设备的三相模型,建立分析船舶电力系统的潮流算法;其次,通过编程开发软件的方式,研究船舶电力系统短路电流,建立了船舶电力系统的仿真模型。最后,给出增强静态稳定性的方法。     

船舶电站自动调载的PLC控制系统

为了实现船舶电力系统的自动化,最大限度保持供电的连续性,提高供电设备的安全可靠性和供电质量,本文采用PLC控制系统,通过PLC相应的模块来实现参数的检测和自动并车,使频率自动调整和有功功率的自动分配。文章介绍了PLC控制系统实现船舶电站自动调频调载的基本原理及软硬件实现的方法。     

基于虚拟同步发电机的船舶光伏并网逆变控制策略

在船舶电力系统中集成并网型太阳能光伏系统,当传统恒功率(PQ)控制策略光伏逆变器与船舶电站并联运行时,存在惯性小、阻尼低且不易实现光伏能量合理调度等问题。针对PQ控制策略存在的缺陷,提出一种基于虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)的光伏并网逆变控制策略,在控制算法中引入功-频下垂特性和虚拟转动惯量,使并网逆变器具有与同步发电机相似的输出下垂特性及惯性阻尼;利用PSCAD/EMTDC建立船舶光伏电-船电并网电力系统仿真模型,分别对PQ和VSG模式下的电网频率/电压波动、光伏并网逆变器和同步发电机组承担的有功功率/无功功率进行分析,研究系统参数的暂态变化。结果表明:采用VSG控制策略能有效抑制系统频率波动,实现光伏并网功率的自动调节,并显著提高电网的稳定性。