双馈风力发电系统最大风能捕获控制研究

针对应用于风力发电系统的双馈异步发电机,构建了同步旋转坐标系下的数学模型.结合风力机 输出功率与转速关系,采用速度负反馈控制代替有功功率负反馈控制,简化了调节器参数的工程设计过程.将有功和无功控制上的耦合项通过前馈补偿实现了基于定子磁链定向的功率解耦控制.利用双馈异步电机运行可逆性,通过双馈发电机运行状态的转换实现了风速跟踪控制过程中最大风能捕获的快速跟随性能.基于仿真软件构建仿真模型仿真进行了双馈风力发电机组最大风能捕获控制和功率解耦控制的仿真验证,仿真结果表明了所设计控制策略和参数的正确性与有效性.     

高速船艇推进系统的设计

大、中型船艇设计航速的不断增大向设计人员提出了新的要求,要求选择在整个航行过程中能经济地满足舰艇有关性能要求的推进系统。船体以及推进器的综合水动力特性形成了船艇营运环境下速度-推力间的对应关系。对每一种推进器类型和推进器数量来讲,这样的一种速度-推力间对应关系就要求舰艇应具有某一特定的输入功率和转速。所要求的输入功率和转速与舰艇的航行模式也有很大关系,即舰艇在恒定速度运行、加速运行以及拖带物体运行情况下所需要的输入功率和转速是不同的。大多数船舶采用固定螺距全浸式螺旋桨。水面推进器适用适用于航行速度很高的船舶,而高速航行的大型船舶上越来越多地采用喷水推进器。本文根据全浸式螺旋桨、水面推进器以及喷水推进器第三种推进器的水动力特性来讨论能符合船舶航速要求的主机制动功率（BHP）与推进器转速间的关系。本文列举了一个预报航速、输入功率以及推进器转速等船舶性能的例子,其中包括了发动机特性以及制动功率（BHP）与转速间的关系。本文的后半部分还根据发动机的特性论述了在单体船上分别采用以上三种类型推进器时在功率需求方面所出现的差别。     

级联多电平储能变流器SOC均衡控制技术研究

本文介绍了电池储能功率变流器的发展现状,给出了一种中压、大功率级联多电平储能变流器的设计方案,研究了该系统的功率控制和SOC均衡控制策略,并在MATLAB/SIMULINK环境下搭建了仿真模型并进行仿真分析,仿真结果表明该系统可以较好地实现功率控制和SOC均衡控制.     

基于滑模优化与神经控制的船载风力发电系统最大功率跟踪方法北大核心CSCD

[目的]旨在解决船载风力发电系统中传统的最大功率跟踪算法的稳定性和快速性差问题。[方法]在系统分析船舶运动合成风场特性的基础上,提出基于单神经元比例积分(SNPI)的最优机械角速度跟踪控制策略,用以提升风机重启的跟踪快速性。同时,采用功率滑模极值搜索(PSMES)算法取代依赖风速精确测量的叶尖速比(TSR)方法,实现机械角速度的快速优化与发电系统频繁重启下的最大功率搜索。[结果]仿真结果表明,相比于传统算法,采用机械角速度PSMES优化和SNPI控制的最大功率跟踪策略可将快速性能提升50%以上,且稳定性能得到了改善。[结论]研究表明,所提最大功率跟踪算法具有明显的快速性和稳定性优势。     

双馈异步轴带发电机网侧变流器控制策略的研究

根据双馈异步轴带发电机的运行特点,设计了网侧三相电压型变流器。在分析了变流器数学模型的基础上,采用解耦控制和双闭环矢量控制。在PI参数试探初值的基础上,通过仿真分析进一步调整了PI参数,试验了PI各参数变化对变流器动态性能的影响以及负载变化时,变流器的抗扰动能力,总结出一套可行的双闭环PI参数调整经验。     

变频节能在船舶冷却水系统中的应用

机舱冷却水泵的额定功率配套一般按照超出最大容量15%~20%设计以保障系统余量,但在实际使用中,往往仅需维持50%~60%的额定功率即可满足机舱内设备的冷却需求。由于未采用任何节能技术,水泵只能按照额定功率运行,造成大量的能源浪费,抬升了运营成本,也不利于环境保护。为此,文章探讨引入变频节能技术,使机舱冷却水系统根据船舶实际运行情况,通过调节水泵转速,实时控制冷却水泵功率,达到机舱冷却设备节能的目的。     

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。     

电力舰的研制进展（三）

电力舰计划目前正处于关键阶段，电力舰方案很可能成为英国海军下一世纪的核心。永磁推进电机选择采用横向磁通拓扑结构。Scalpel模型是评估原动机车运行费用的基本工具，它指出系统的总效率对系统中单个设备的关系。功率电子器件和变流器的发展为电力舰提供了潜在的高效率。     

船舶电力推进同步发电机-推进变流器系统

对船舶电力推进用同步发电机一推进变流器系统的电压畸变进行了量化分析，建立了该系统的Matlab／Simulink仿真模型，对负载为线性和非线性的两种工况进行了仿真分析，从而确定同步发电机一推进变流器系统中的谐波特性，并针对系统中存在的谐波提出了抑制总谐波及单次谐波畸变的方法．最后，对比分析了仿真谐波畸变值和IEEE标准中规定的畸变值．     

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。     

船舶综合电力系统的能量管理控制系统与全数字仿真研究

近年来，电能逐渐取代传统动力成为船舶的主要推进能源。作为船舶综合电力系统的核心部分之一，船舶综合电力系统的能量管理控制策略设计及其仿真研究得到越来越多的关注。首先，本文从经济性的角度，设计了船舶能量管理系统的控制策略；其次，本文引入储能单元，利用其灵活性强和响应速度快等优点并结合能量管理控制策略减小负荷波动对电网的影响；最后，为验证能量管理控制策略的功能与有效性，建立综合电力系统简化模型。仿真结果表明，采用本文提出的能量管理控制策略可以使机组运行在最佳油耗范围内，并且提出的简化仿真模型可以验证能量管理系统控制策略的功能。     

基于反馈线性化的AFE变频器功率控制

提出了一种新的有源前端(Active Front End, AFE)变频器功率控制策略，仿真测试验证了基于该策略的AFE变频器具有交流侧电流畸变小、直流电压稳定、静态和动态性能好、能量可双向流动等优点。该策略基于多输入多输出非线性系统的反馈线性化理论和同步旋转坐标变换，将AFE变频器功率控制模型转化为线性、时不变的解耦系统，有利于控制系统的设计及实现。     

船舶电力推进系统控制策略仿真研究

本文针对单一的船舶电力推进系统控制策略无法应对所有复杂工况的问题，提出组合控制策略方案。首先基于三种常规电力推进系统控制策略（转速控制、转矩控制、功率控制）各自的适用范围，引入权重函数，定义权重系数，并提出结合粒子群算法优化权重系数的方法，然后搭建船舶电力推进系统仿真模型，模拟船舶复杂工况，验证组合控制策略的适用性。仿真实验结果表明，所提出的组合控制策略方案在应对船舶复杂工况时能充分发挥三种常规控制策略的优势，具有更好的控制效果。     

工业以太网在船用喷水推进系统中的应用

探讨工业以太网在船用喷水推进系统中的应用。介绍了工业以太网的拓扑结构、以太网控制器的组成以及喷泵系统中的控制策略。解决了现场总线网络通信速度慢、数据量少的局限性。提高了船舶推进系统模块化程度和可操作性。     

电力电子主回路设计技术及控制策略技术研究

以高性能中频电源系统作为研究载体,深入研究了电力电子主回路设计技术及控制策略技术,重点研究了电力电子领域中逆变技术,对逆变器的主回路拓扑结构、逆变器控制技术等进行了详细的分析.     

舰船电力系统分散鲁棒励磁控制器的研究

提出了一种能够有效提高舰船电力系统稳定性的分散鲁棒控制策略。采用发电机机端电压的相角和幅值表示发电机与系统其他部分的相互联系，并且针对由调速器的不稳定调节造成的发电机输入机械功率的波动，以及由电网中无功功率和有功功率的突然变化引起的发电机端电压波动进行了仿真研究，结果表明了这种控制策略的有效性。     

某特供电源的控制系统研究

科学高效的内部通信网络是现代电源设备电控技术的关键因素之一,特供电源采用可靠性高、灵活性强的CAN总线进行实时控制,现场较好的抗干扰性和设备分系统的运行参数共享是该控制系统的主要特点。介绍了基于CAN总线技术的控制系统设计方案,并为该特供电源的工程实施提供了重要的依据。     

永磁同步电机传动系统的非线性控制策略及其调速系统的实现

介绍了永磁同步电机传动系统调速系统控制。首先简单分析了非线性控制策略,进而分析了电流返回解耦方式和SVPWM原理,设计双闭环控制器,介绍系统软硬件设计。实验结果证实控制器设计的正确,空载条件下,稳态时速度波动幅度不超过2 rpm,稳定性良好;速度给定10 rpm时,稳态误差为1 rpm,系统低速运行效果良好。证明了电流返回解耦方式和SVPWM原理线性控制策略具有很好的动态性能和稳定性。     

基于Backstepping的船舶航向自适应鲁棒

针对非线性船舶航向控制中船舶参数不确定性以及外界干扰随机性的特点，提出了一种基于Backstepping的自适应鲁棒控制器非线性系统的设计方法．为了消除静态误差，设计过程中引入了积分器，并借助Lyapunov函数证明了该控制策略使得闭环系统全局一致最终有界，选取恰当的设计参数可保证航向保持误差任意小．仿真结果表明所设计的控制器是有效的．