光伏发电技术在大型船舶上的应用

为了提高营运船舶能效指数,节约石化能源,使船舶尾气污染物的排放符合国际海事组织和地方性及区域性的公约、协议和法规的要求,将光伏发电等新技术应用于大型船舶是未来绿色船舶节能减排的发展方向。此文介绍了太阳能光伏发电技术在大型海船上应用的现状、类型和特点。描述了在融入了并网型光伏发电系统的大型船舶电力系统平台上进行的电力系统稳定性、可靠性、抗冲击性等实验和研究。结果表明,系统在暂态指标和稳态指标上完全符合船级社规范的要求。对光伏能源在船舶上的应用具有非常现实的借鉴意义。     

混合动力船舶发电系统的设计与研究

新能源技术在现代船舶工业中发挥着越来越重的作用。本文对太阳能混合动力船舶发电系统进行研究,给出一种光伏并网混合动力船舶发电系统的设计方案,实现了绿色船舶。本文首先对船舶电力系统的相关知识进行介绍,其次介绍太阳能光伏技术,最后给出根据实际船舶参数设计的光伏并网混合动力船舶发电系统方案。     

离/并网一体光伏系统在5000 PCTC远洋汽车滚装船上的应用

对比离网型太阳能光伏系统与并网型太阳能光伏系统在船舶电力系统中集成应用上存在的技术差异,以5 000 PCTC汽车滚装船为应用对象,设计一套采用大容量锂电池储能的离/并网一体化船基太阳能光伏系统。实船测试结果表明:该系统能实现在不同模式之间稳定切换运行,离/并网运行条件下测定的逆变器交流端输出电能的质量满足船级社相关规范的要求。     

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。     

船舶光伏并网逆变器的优化设计及逆变控制测量研究

光伏能源具有取用无尽和清洁无污染等特点,其应用前景非常广阔。目前,光伏发电已经开始应用于船舶上,成为船舶多能源系统的一个重要分支。光伏发电系统中一个必不可少的组成部分是光伏并网逆变器,其主要功能是使得光伏电池工作在最大功率点以及向电网单位功率因数馈电。本文通过分析研究并网逆变器以及双环控制方式,设计出一种船用光伏并网逆变器数字控制策略。     

中远集团建成世界最大的船舶太阳能离并网光伏系统

<正>2014年3月22日,随着中远集团所属"中远腾飞"轮太阳能光伏系统安装到位和离网发电调试成功,宣告由中远集团研发中心牵头推进、武汉理工大学承担研发的工信部高技术船舶科研项目《太阳能在大型滚装船上的应用技术研究》取得重大阶段性成果,标志着世界上最大的船舶太阳能离并网光伏系统在中远集团初步建成。这一项目的成功实施,对中远集团、中国海运业乃至国际海运业将太阳能清洁能源应用到大型远洋船舶运输领域都具有重要的先行和示范意义。     

基于船舶电力系统的光伏并网发电实验平台设计及评价

随着石油资源的枯竭和环保要求的不断提高,将太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶发展的一个重要方向。将光伏电能与船舶电网进行并网运行是提高能源利用效率和电网可靠性的重要途径。针对船舶平台及其电网的典型特点,设计完善了一套能够开展光伏电能与船舶电网并网运行的实验平台。分别从实验平台的基本组成、运行模式和评价指标这三个方面进行了详细论述,对船用光伏并网系统的设计和研究提供了重要的依据。     

基于超级电容的船用光伏并网系统功率控制

针对光伏并网系统输出功率的间歇性和随机性会降低船舶电力系统运行稳定性的问题,采用超级电容作为储能,使船用光伏并网功率平缓输出。分析超级电容特性和光伏系统的构成,建立光伏电池阵列和基于扰动观察法的输出最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)控制模型,由超级电容和双向DC/DC变换器构成功率调节装置吸收或补偿功率突变,采用恒功率控制策略控制并网逆变器输出。通过调整辐照度进行仿真试验,并搭建试验平台验证,研究结果表明:在船用光伏并网系统中接入超级电容可平滑光伏输出功率,能有效抑制电网频率和相电压的波动,提高船用光伏并网电力系统的稳定性。     

大型远洋运输船舶碟式斯特林太阳能热发电系统的构建

在现有船舶太阳能光伏发电技术的基础上,基于碟式斯特林太阳能热发电技术,完整论述了在大型远洋运输船舶上构建了碟式斯特林太阳能热发电系统的技术路线,包括目标船的选定,电力利用模式的评估,聚光镜阵列的布置以及控制监测系统的设计4个方面的内容,并针对典型船舶典型航线分析了系统的经济性。     

太阳能光伏系统在船舶中应用特点分析

利用太阳能等新能源发电技术和电力推进技术组成船舶综合电力推进技术已成为船舶上最被关注的绿色技术之一。针对太阳能光伏系统在船舶中应用,在介绍太阳能光伏系统的原理及使用模式基础上,分析太阳能光伏系统及其部件在船舶中应用特点,探讨和归纳了基于太阳能光伏系统的船舶电网的重要特性,为今后的系统设计与应用提供了依据。     

基于多Agent的船舶电力系统故障诊断系统设计

在对多Agent技术和船舶电力系统故障诊断系统相关技术进行研究的基础上,设计出基于多Agent技术的船舶电力系统故障诊断系统,阐述了该系统的特点、分类、功能、结构,并就其诊断信息的交互过程做了详细的介绍。文中设计的船舶电力系统故障诊断系统能充分利用已有的诊断资源,提高故障诊断的效率,便于构造大型船舶电力系统故障诊断系统。     

大型远洋运输船舶太阳能光伏系统的构建

参照陆用太阳能光伏系统基本原理与组成,分析大型远洋运输船舶太阳能光伏系统运行模式与陆用的差异.具体分析大型远洋运输船舶太阳能光伏系统的成套技术路线,为船舶太阳能光伏系统搭建提供设计思路.     

新能源船舶混合储能系统关键技术问题综述

电力电子变换技术的不断进步为风能、太阳能和燃料电池等新能源技术在船舶中的应用起到了积极的推动作用,为平抑分布式发电装置间歇性和随机性电能输出与不同运行工况下船舶电气负荷持续稳定电能需求之间的矛盾,储能系统在新能源船舶电力系统的电源能量中继和功耗动态平衡过程中的调控作用显得尤为重要。特别是,储能系统必须同时具备高功率密度和高能量密度的特点,才能满足船舶电力系统中大功率异步电机频繁启动和电气负荷长时间不间断运行的需求。论文介绍了典型储能技术的技术特点,着重探讨集成蓄电池-超级电容的典型混合储能系统,对比分析了无源式和有源式混合储能系统结构的技术差异;从适用电网的不同运行模式(离网型和并网型)和不同优化策略(目标和方法)的角度,分别论述了混合储能系统的容量优化配置问题的解决途径;在此基础上,从能量型与功率型储能元件的匹配控制环节和变流器的运行控制环节,解析了混合储能系统的协调运行控制技术发展现状。     

118 m引航船太阳能光伏发电系统的设计

为使船舶光伏发电系统发挥最大效率,根据太阳能光伏发电系统在118 m引航船的应用,结合太阳能光伏发电系统本身特有的结构模式,重点分析影响该系统的要素以及引航船设计时如何考虑规避这些影响,从而归纳出光伏发电系统在船舶设计时需注意的关键要点,为船舶电力系统设计与应用新能源提供了依据。     

基于ARM的混合动力船舶的能量管理系统研究

当前船舶柴油发电系统给海洋环境造成了巨大危害,发展新型船舶动力系统迫在眉睫。我国的光伏发电技术已经发展的较为成熟,使用光伏发电系统和柴油发电系统的混合动力船舶是未来的发展趋势,能够有效解决太阳能发电动力续航不够的问题。本文提出一种基于ARM的混合动力船舶能量管理系统,能够实现船舶在不同状况下的能量切换,提升电力使用效率,保证船舶航行的动力供应。本文设计的系统具有低功耗和稳定性好的优点,有效降低了船舶对于大气的污染,具有很大的推广价值。     

船用光伏发电系统最大功率跟踪及自动跟踪控制研究

太阳能是一种新型的可再生清洁能源,资源丰富,对环境无任何污染,被越来越多的用在船舶上。搭载光伏发电系统的船舶具有经济性好、噪音低、振动小、安全性好及无污染等优点,已经得到了初步应用。为研究光伏发电系统在船舶上的应用,针对如何提高光伏发电系统输出功率,提高光伏发电系统的发电效率展开研究,重点对最大功率跟踪控制及自动跟踪控制技术的实现进行研究与分析。     

SINAMICS能量回馈节能技术在船舶轴带发电中的应用

针对船舶轴带发电控制和并网的难点,提出了基于SINAMICS的船舶轴带发电能量回馈节能技术.将主机同轴的轴带发电机经SINAMICS的整流-逆变和模型参考自适应技术,克服主机转速扰动和轴带电机转矩脉动的影响,实现能量双向流动和馈电并网质量管理.建立了轴带发电系统实物仿真模型,结果表明,SINAMICS船舶轴带发电具有极高的电压稳定性和较高的经济性与可靠性.     

太阳能在小型旅游船舶上的应用研究

为了明确太阳能光伏系统在小型旅游船舶上应用的可行性,根据太阳能光伏发电系统和小型旅游船舶自身的特点,分析船型、发电系统、推进方案,建立全船方案;通过分析光伏阵列发电量和蓄电池的种类等,得到光伏系统各参数的确定方法.以一条实船为目标,初步选取相关参数,证明太阳能在小型旅游船舶上应用是可行的.     

离网型太阳能光伏系统在内河滚装船上的应用

太阳能光伏技术的不断进步正在为太阳能船舶的快速发展提供新的契机。在船舶平台上应用太阳能光伏系统最为核心的环节是在不改变常规船舶电力系统既有架构的基础上,集成整套光伏系统设备并能够始终高效利用光伏电能。针对长江航线上营运船舶绿色化和节能减排的实际需求,设计了首套应用于JD800PCC-4#内河商品汽车滚装船的船基离网型太阳能光伏系统并投入实际运行。实船运行监测数据表明：该套系统中各设备之间的技术参数设计合理,各项技术指标满足船级社规范要求。光伏系统设备与蓄电池储能装置自动匹配运行能够实现所供照明负载24h不间断运行,通过最大程度上利用太阳能光伏电可以实现日均节能约120kWh,且能够在不同运行模式下安全、可靠地切换运行。     

基于强化学习的船舶微电网能量管理策略

全电船舶将柴油发电机、电池储能系统、光伏发电系统相结合，以电能形式满足船舶日常各类运行的需求，提升了船舶能量的利用效率。然而，受到光伏强度和环境温度不确定性的影响，光伏发电系统的有功出力曲线呈现随机性和波动性，进而导致船舶微电网能量管理策略需要兼顾最优性和鲁棒性。为制定有效的能量管理策略，提出一种基于强化学习技术的全电船舶微电网能量管理模型及算法来克服不确定性的影响，算法求解得到的能量管理策略能根据随机性因素的实时变化动态修正，可保持船舶能量消耗处于最优状态。最后通过算例验证了所提算法的可行性和有效性。