含锂电池储能的船舶电力系统模型预测控制研究

由于船舶运行的特殊性和负载波动的复杂性,严重影响船舶电力系统的稳定性,因此引入了能量存储技术,降低电网的波动。根据发电机和锂电池的状态空间模型,建立了含锂电池储能的船舶电力系统,并提出了一种基于模型预测控制的船舶电力系统。在含有负载波动的情况下,使发电机和锂电池的输出能够稳定跟随负载的变化,从而满足负载的需求。并将整个系统在Matlab/Simulink中进行实例仿真,仿真结果表明,在模型预测控制下的船舶电力系统能够很好地满足负载波动需求,明显改善船舶电力系统的稳态性能,增强船舶电网的稳定性。     

船舶能量优化管理策略研究

能量管理系统对提高船舶电力系统运行安全性、可靠性、经济性起着至关重要的作用。从船舶电力系统、能量管理系统架构出发，系统研究了机组调度控制、大功率负载启动电流限制、程序加载、故障保护、重载问询启动以及功率调节分配及转移六个能量优化管理策略。     

太阳能游览船能量控制系统研发

在太阳能游览船综合电力推进系统中,供电系统的可靠性和灵活性将直接影响船舶航行的安全。根据设计船舶的基本参数,提出太阳能游览船电力系统的拓扑结构,设计以PLC为控制器的能量控制系统方案,给出主要功能程序流程,实现以多种方式监视、保护、控制和调节电池的运行方式,确保船舶电力系统连续优质供电,为船舶不同能源的综合利用和统一管理提供保障。实船运行表明,该控制系统的设计能有效提高船舶续航能力,满足太阳能游览船供电系统可靠性的要求。     

一种基于能量特性的船舶电力系统运行工况可行性指标

作为船舶综合电力系统运行的核心控制部分,能量管理系统通过监控发电设备、配电设备、用电负载的状态,合理调配能量分布以实现全船电力能源的高效利用。大型船舶使命任务多样化,发电设备、配电设备及用电负载相互之间的耦合性强。针对船舶综合电力系统复杂性的特点,提出了一种综合考虑设备生命周期、负载类型、潮流分布、工况切换策略等因素的可行性指标,用以定量判定一种实际运行工况的是否适宜运行,为以最优化为目标的能量特性控制算法提供了技术基础及理论支撑。     

现代船舶电力系统鲁棒性研究

随着船舶动力系统增加,系统负载与推进器的非线性因素增多,影响船舶电网传输的稳定性,需要对船舶电力系统负载鲁棒性进行研究,以控制系统稳定性。本文建立船舶发动机负载与推进器的非线性模型,研究负载功率、电流及电压之间的耦合关系,在分析了系统鲁棒性基础上提出了一种基于Hamilton函数的船舶电力系统控制策略,对系统负载与推进器的非线性因素进行控制,最后对提出的策略进行仿真,结果表明其对船舶电网传输的稳定性具有很好控制作用。     

非线性特性在船舶电力系统中的研究及仿真

随着现代船舶的巨型化,船舶电力系统集成度越来越高,电力系统的稳定性对船舶航程至关重要。同时,和岸基供电系统不同的是,船舶电力系统动力负载与其发电机组有着非线性耦合关系,所以船舶电力系统属于一类非线性控制系统。本文研究了船舶电力系统的非线性原理及数学模型,分析了系统动力负载的动静态特性以及与发电机组的非线性耦合特性。最后提出了一种利用Hamilton函数方式的并联电力非线性控制系统,并仿真验证了系统的鲁棒性特征。     

不同运行工况下船舶电力系统的负载响应特性研究

船舶电力系统经过上百年的发展,目前已经综合了电力推进系统、船载用电设备等,对于船舶的正常运行有非常重要的作用。随着船载用电设备的不断增加,一方面增加了船舶电力系统的供电压力,另一方面,对于某些非线性负载,可能会导致电力系统不稳定。本文研究的主要内容是不同运行工况下电力系统的负载响应,采用傅里叶变换等信号提取方式,结合船舶电力系统的数学模型,对不同运行工况下的电力系统负载响应进行分析与仿真,对于改善电力系统的负载响应特性有一定的参考价值。     

船舶自动控制中的BRO智能算法研究

船舶是一个由大量系统和设备组合而成的装置,在船舶中有着大量的电气设备,为确保这些设备的稳定运行,需要保证供电可靠性,由此使得电力系统成为船舶重要的组成部分之一。电力系统在运行过程中,会受到一些影响,需要采取有效的方法对其进行自动控制。依据船舶电力系统的实际情况,开发自动控制系统,并基于BRO智能算法,对控制系统的可行性进行验证。结果表明,本次开发的自动控制系统具有良好的控制效果,能够满足船舶的应用需要。     

基于PLC的网络型船舶智能电力控制管理系统研究

船舶智能电力控制管理系统以施耐德可编程控制器M340和twido为核心，通过ModBus网络通讯方式，实现了电力负载分配、发电机组的监控、系统能量的控制管理等功能。系统以触摸屏作为可视化监控设备，较好地实现了电力系统的工作状态控制和监视的功能。通过该系统，可以直接控制发电机组的自动启动、自动并联运行、有功功率的自动分配、自动解列等一系列功能。     

混合储能系统在船舶电力系统中的应用

在船舶电力系统中引入储能技术可以解决由于负载频繁变化带来的问题。文章主要针对由电池和超级电容组成的混合储能系统进行研究,提出了一种应用于推进系统和脉冲功率负载的新型电池/超级电容混合储能系统,利用双有源桥的拓扑,通过移相控制能量双向流动,实现电池和超级电容的充、放电。新型混合储能系统可以提高船舶电力系统稳定性和可靠性、提高燃油利用率、减少有害气体排放,是船舶电力系统发展的新方向。     

舰船综合电力系统若干问题分析

我国舰船综合电力系统正处于关键时期,面临如何进一步发展的抉择。通过对舰船综合电力系统的基本概念、发展动因、技术路线和关键技术等问题的分析,指出综合电力系统的实质是实现电能的灵活分配,发展综合电力系统的目标是为了打造电力海上力量,陆上演示验证是舰船综合电力系统发展的关键步骤。同时提出能量管理系统应包含电力系统调度的内容,应全面开展高功率密度推进电机的研究。     

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。     

纯电动游览船锂电池组的控制策略

为提高纯电动游览船的续航能力,对其动力锂电池组的控制策略进行研究。针对桂林地区的新型纯电动游览船,设计一种基于锂电池组的供电系统拓扑结构,采用基于锂电池的荷电状态(SOC)、电压和电流多参数约束算法估计锂电池组的动态峰值功率;同时,结合船舶运行工况研发锂电池组控制策略,开发相应的控制系统,并进行实船测试。测试结果表明,该电池组控制策略能满足船舶在不同运行工况下对功率分配的需求,保证船舶稳定运行,并能有效地控制电池组的功率输出,充分利用电池组的剩余电量,提高船舶的续航能力。     

基于混合储能的船舶电力推进系统模糊PI控制策略

针对船舶实际航行过程中因复杂海况造成的电力推进系统中直流母线电压波动问题,构建一种基于混合储能的船舶电力系统模型,该模型由超级电容器和蓄电池组成。根据系统功率频谱确定低通滤波时间常数,并通过模糊PI控制策略实现对功率型和能量型2种储能元件充放电全过程的精确管理,延长使用寿命,有效应对在各种复杂海况下的直流母线电压波动问题。在VS2010上进行编程仿真分析,通过将仿真结果与实际船舶电力推进系统模型运行数据相对比,验证所提出的能量管理方案和控制策略的有效性。     

基于船舶供电网络的模拟系统设计

本文主要介绍了基于船舶供电网络的模拟系统的主要功能和设计方法，该模拟系统采用集中式管理分布式控制的硬件架构，可模拟在各种不同的电网结构和不同的运行工况下，电网中各设备的状态和参数，并通讯至能量管理系统，能便捷的验证能量管理系统功能的有效性，提高软件开发人员的故障效率。     

新型科考船发电系统控制策略研究

以某新型综合物探科考船为对象,对其先进发电系统及其控制策略进行研究,介绍发电系统的结构、特点和调频调载策略,并给出具体控制方法。以瞬态阶跃负载为着眼点,提出优化发电机组配置策略和控制程序流程,最后通过实船系泊试验验证其控制策略和方法的可靠性。     

全电力推进船舶推进控制技术研究

全电力推进船舶是当今国际造船业发展的一个热点,而迄今为止国内尚无此类船舶的推进控制产品,为此设计了一种全电力推进船舶推进控制系统。根据全电力推进船舶的特性,对推进控制、转舵控制进行了深入研究,特别是鉴于电力推进船舶其推进系统的动力是由船舶电网直接供给的,因此重点分析了如何保证在推进负荷突变时船舶电网供电的安全与稳定,并给出了有效的解决方法。此外,系统还进行了模块化设计以提高其可靠性、集成性和可扩展性。     

基于NetDDE和数据库的综合船舶信息显示系统

应用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ的网络动态数据交换（ＮｅｔＤＤＥ）、ＡｃｔｉｖｅＸ数据对象（ＡＤＯ）和ＡｃｉｔｖｅＸ控件技术实现综合船舶信息显示系统。电子海图信息显示系统（ＥＣＤＩＳ）,各种航海传感器和船舶自动舵的数据通信接口板送到网络服务器的大型数据库中,机舱数据采集系统因其报警显示要求的快速实时性面采用ＮｅｔＤＤＥ技术传到综合船舶信息显示系统中。整个系统中的数据处理、显示等采用ＡＤＯ和相应的控件配合     

零序差动保护在船舶电力系统中的运用

中压船舶电力系统中普遍采用高阻接地,零序过流保护可对接地故障进行保护,但其快速性及选择性有时难以满足系统需求。本文采用零序差动电流保护实现船舶中压电力系统的接地故障保护,相较传统零序过流保护取得更好的保护快速性及选择性。分析了零序差动保护的原理、接线、动作特性,其次讨论了保护对零序电流互感器、继电保护装置的要求,最后通过硬件在环仿真验证了该保护的性能。     

一种新型船用电站智能控制器的开发与应用

为了改善和提高现有船用电站智能控制器的性能,研发出结构简洁,功能齐全,操作简单,成本低廉,维护方便快速的新型船用电站智能控制器。