船用柴油机组调速系统仿真研究

模拟电力系统的模拟研究中,柴油机及其调速系统直接影响系统机电暂态过程的准确性,对于判别系统受到大扰动后的暂态稳定和受到小扰动后的静态稳定性具有重要意义。从电站柴油发电机组的运动方程出发,在柴油机及其调速器数学模型的基础上,利用数字仿真计算机实时计算模拟转矩指令,用以控制一套高性能交流调速系统,从而实现电站柴油发电机组中柴油机及其调速器与系统转动惯量的数模混合模拟。实验表明,该模拟系统通用性强,响应速度快,准确性较高。     

柴电混合电力推进船舶负载频率H_∞鲁棒控制

[目的]风、浪及海流等多种随机不确定因素会引起船舶综合电力系统负载频率的波动。[方法]采用电池补偿柴油发电机组输出功率与船舶需求功率之间的差值,对柴油发电机组进行二次调频控制,保证船舶电网功率平衡,抑制电网频率波动。建立综合电力推进系统频率控制状态空间模型,基于H_∞混合灵敏度原理,选取合理的灵敏度与补灵敏加权函数设计鲁棒控制器,采用线性矩阵不等式(LMI)方法对设计的控制器进行求解并进行算例仿真。[结果]系统幅频特性表明,设计的鲁棒控制器具有合理性,短时冲击信号作用下的性能表现满足指标要求。与传统PI控制器的对比结果表明,设计的鲁棒控制器能显著抑制随机扰动引起的电网负载频率波动,减小柴油发电机组与电池的功率变化,电池荷电状态(SOC)变化范围明显缩小,可提高船舶电力系统鲁棒稳定性与鲁棒性能。[结论]该系统在各种工况下都能稳定运行并且使电网频率稳定,同时提高柴油发电机组燃油经济性,减小废气排放。     

基于Hamilton理论的船舶柴油发电机组控制策略

为验证一种新型控制器在船舶柴油发电机组工况切换和并网发电时的控制效果,通过研究船舶电站系统的非线性数学模型,然后基于Hamilton能量理论,设计柴油发电机组的非线性调速励磁协调控制器,最后设计船舶电站仿真系统对所提方法进行验证。仿真结果表明:Hamilton协调控制器在空载启动、负载突变和并网发电的过程中能更好地保持系统的稳定性,因此,Hamilton协调控制相比于传统的比例积分和微分(Proportion Integral Differential,PID)控制器具有更好的控制效果,具有一定的工程应用价值。     

船舶电力系统暂态稳定性的混合分析法

针对大型船舶电力系统的特点及其日益突出的暂态稳定性问题,开展了适用于船舶电力系统的方法研究。结合船舶电网拓扑结构自身特点,建立了适用于大扰动下暂态稳定分析的船舶柴油发电机组的动态等值模型、推进电机及其螺旋桨四象限工作特性等值模型。以船舶电网轴线为界,将系统等效成两机模型进行时域仿真分析,在此基础上建立系统能量函数,提出了一种适用于船舶电力系统的暂态稳定性混合分析法。该方法即可定量描述系统暂态稳定性及其稳定裕度,又可直观地在线监测系统各状态变量的动态过程。最后通过仿真算例验证了新方法的正确性和有效性。     

船舶汽轮发电机组负荷扰动控制数学模型构建

构建船舶汽轮发电机组负荷扰动控制数学模型,有效控制负荷扰动,降低负荷频率偏差.采用船舶发电机组负荷扰动模型获取负荷扰动下发电机组的影响参数,采用时间差分误差比例优先级采样方式采集负荷扰动数据,并输入神经网络,通过网络的离线预学习阶段输出负荷扰动控制参数.网络在线应用阶段,通过发电机组影响参数与频率控制质量标准指标设计奖...     

柴油发电机组并联运行的鲁棒控制研究

船舶电力系统通常是多台柴油发电机组并联运行,多机组并联运行容易发生功率传递,从而产生功率振荡现象。本文给出了两台柴油发电机组并联运行的数学模型,为柴油发电机组设计了非线性鲁棒综合控制器,并给出了将非线性鲁棒综合控制器应用于柴油发电机组并联运行控制的仿真结果。表明,两台柴油发电机组的功角差为零,抑制了柴油发电机组并联运行的功率振荡现象,改善了电力系统的稳定性。     

船舶电站联合发电运行研究

针对船舶电站的多种发电方式，即柴油发电机组、废气涡轮发电机组和轴带发电机组发电方式建立了动态数学模型，然后以仿真形式对它们之间的联合运行从节能、供电可靠性和动力装置可靠性方面进行了研究。结果表明，采用柴油发电机组、变流型轴带发电机组和废气涡轮发电机组的联合运行可以有效地节能，同时也提高了供电可靠性和船舶在紧急状态下的安全性。     

船舶柴油发电机转速控制系统设计

电力推进船舶通常采用柴油发电机组作为电力来源,通过电力驱动系统的电机。为了提高电力推进船舶的能源利用率,实现电力推进船舶的经济效益,针对船舶柴油机组的负载特性等进行柴油发电机的转速控制。本文首先建立柴油发电机的数学模型,结合柴发调速系统和PID控制技术,设计针对船舶柴油发电机的转速控制系统,并结合Matlab-Simulink平台进行了转速控制系统的仿真验证。     

船舶柴油发电机组数学模型的仿真研究

本文以船舶柴油发电机组为例,针对三相交流发电机组做了较为深入的分析并建立起数学模型。在数学模型的基础上,利用MATLAB／Simulink平台搭建其仿真模型,并利用模拟负载针对所建立的仿真模型进行了仿真验证,分析了船舶同步发电机组在负荷变化时的电压、电流等状态参数的相关特性。     

船舶柴油发电机组选型研究

探索一种船舶柴油发电机组选型的方法。通过船舶装备发展对柴油发电机组的性能要求的分析，得出选型的原则和依据。对主流产品进行综合的定性分析，初选出满足选型原则和依据的机组集合，再建立数学模型。用层次分析法进行定量分析．从而挑选出最合适的柴油发电机组。这种选型方法可用来指导船舶柴油发电机组选型。