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。     

船舶能量管理系统PMS研究

详细介绍了船舶能量管理系统PMS的功能组成、结构及管理策略。首先阐述了能量管理系统PMS的功能组成模块及各模块的功能要点;其次以船舶电力系统为例,叙述了能量管理系统PMS的双层冗余网络体系结构;最后详细介绍了PMS系统能量优化管理的策略。     

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

从经济性角度设计船舶能量管理系统的控制策略;引入储能单元,利用其灵活性强和响应速度快等优点,结合能量管理控制策略,减小负荷波动对电网的影响;建立综合电力系统简化模型验证能量管理控制策略的功能和有效性。仿真结果表明,采用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。     

船舶能量管理系统技术

随着综合电力系统船舶的发展,能量管理系统的应用逐渐为人所重视.通过综合电力系统船舶对能量管理系统的需求,引出能量管理系统的简单功能模块组成,并简要描述能量管理系统的构建.同时还介绍并对比了目前民船常用的PMS产品.     

船舶能量管理控制器硬件在环仿真技术

为节省研发成本、缩短研发周期,研究了船舶能量管理控制器硬件在环仿真技术。介绍了基于经济性考虑的船舶能量管理控制器的功能,并分析了能量管理控制器与目标机的通信接口。通过以太网通信技术连接能量管理控制器与RT-LAB仿真平台,搭建了船舶能量管理控制器硬件在环仿真平台。通过仿真测试验证了搭建的硬件在环仿真平台能够用于船舶能量管理控制器的研究与开发。     

船舶与岸电并网控制策略研究

岸电与靠港船舶并网控制技术是岸电的核心技术之一,能够实现岸电向船舶的不间断和稳定供电。针对传统岸电控制策略频率稳定性差和不能接受船舶能量管理系统调度的缺点,文章提出了一种基于改进下垂控制的岸电与船舶电网并网策略,使岸电逆变器在具有下垂特性的同时,还具有类似于船舶同步柴油发电机转子的惯性。岸电通过并网预同步控制与船舶电网并网,不会产生大的电流冲击。通过改进下垂控制能够有效提升并网后电压和频率的稳定性,提高船舶电网的电能质量,且能够接受船舶能量管理系统的调度。通过仿真试验,并与传统下垂控制策略进行对比,结果验证了改进下垂控制策略的有效性。     

混合动力船舶能量管理控制策略设计与仿真

为了提高船舶的能源利用效率,降低排放,采用柴油发电机和燃料电池组成的混合动力为船舶提供电能,其中发动机为船舶提供基础载荷,当船舶功率负荷需求大于基础载荷时则由燃料电池组提供剩余的功率。针对这样的混合动力系统,设计船舶的能量管理系统的逻辑门限值控制策略和PID控制器。仿真结果表明,采用这种混合动力结构的船舶,可以提高柴油机的运行效率,所设计的PID控制器能很好地满足船舶的功率需求,提高系统的稳定性。     

混合动力电动船舶模糊逻辑控制策略

混合动力电动船舶对于纯电动船舶具有较好的续航能力,适用于航线较长且具有随机性的船舶工况,同时对于工程作业船舶工况其可以降低柴油发电机为动力的工程作业船舶柴油机功率,减少燃油消耗与排放。本文分析了上述两种不同船舶工况特点,并针对该工况采用串联式混合动力结构作为船舶动力系统结构并根据工况需求设计了相应的模糊逻辑控制策略。运用MATLAB/Simulink搭建了系统仿真模型,仿真结果表明,所设计串联式混合动力系统及其模糊逻辑控制策略能够在上述两种船舶工况下实现控制要求。     

大型挖泥船PMS电站管理系统分析

文章对18000m~3自航耙吸式挖泥船PMS电站管理系统设计进行分析。研究了PMS实现对发电机、配电板等主要设备的控制方式,介绍了挖泥船的PMS系统功能需求,对PMS系统与电力系统的控制逻辑关系进行了总结,对类似船舶PMS系统的设计具有一定的参考和帮助。     

内河船舶电力推进系统半实物仿真平台研制

为了能全面、透彻的研究内河船舶电力推进系统,设计了一个内河船舶电力推进系统试验仿真平台,并给出了仿真平台的架构及其功能特点。提出适合实验室环境下的电动发电机的控制策略,并通过对比实船和仿真平台的传动结构,研究仿真平台螺旋桨负载的机械平衡方程和船桨数学模型。试验结果证明,仿真平台的设计合理、功能正确、性能稳定,为在实验室环境下测试内河船舶电力推进装置及其控制系统提供了一个有效的测试平台。     

船舶能量管理系统PMS对策

船舶电力系统是独立电网,电气设备相互连接在一起,发电机和负载相互影响,对电力系统优化运行和控制的最基本要求是安全运行并且能量消耗最少。早期的能量管理是指为满足实际负载的功率需求,自动启动或停止发电机组。最近,许多先进的控制系统加入能量管理。以电力推进船舶的电力系统配置和船舶综合控制系统及其控制层次结构为例,对能量管理系统PMS的目标、组成、具体功能进行详细介绍。     

基于云计算的船舶能量管理系统研究

当前世界面临严重的能源危机,石油、天然气等能源日渐枯竭,影响着经济和社会的发展。同时,化石燃料造成的环境污染问题也日益显现,全球气温变暖已经成为不争的事实。因此,大力发展绿色能源和节能减排成为各行业的研究热点,新能源船舶也应运而出。新能源船舶主要以电力推进船舶、混合动力船舶为主,船舶的能量管理水平决定了船舶的续航时间、航行效率和安全性等。本文针对电力推进船舶的能量管理问题,充分结合云计算和PLC技术,建立了船舶能量管理系统模型,并进行仿真分析。     

舰船能量管理系统技术研究

随着全电力舰船的发展,能量管理系统的应用逐渐为人所重视.本文介绍了舰船能量管理系统(PMS)的功能模块、信息流、网络结构.并着重介绍了PMS对推进系统的管理.     

冗余智能化船舶能量优化管理系统设计

智能化船舶是船舶自动化技术发展的必然趋势,船舶能量管理系统也在向着精细化、智能方向发展.本文介绍了一种热冗余智能化船舶能量优化管理系统的组成和功能,并对系统进行了硬件设计和软件设计,梳理了系统工作流程.为后续冗余智能化船舶能量优化管理系统的实现奠定基础.     

基于云计算的船舶电站管理系统最优化设计研究

随着船舶动力系统的增强,船舶电站管理系统对海上供电网络的稳定性及动力系统能量供给至关重要。传统的电站管理系统基于单控制器,当采集数据类型及数量增加,处理性能成为整个管理系统瓶颈。云计算平台能够对多类采集数据利用分布式平台进行并行处理,提高了供电控制的时效性。本文分析了现有电站管理系统的电路结构,研究了基于云计算的船舶电站管理控制平台,并利用PLC设计平台控制系统,最后进行仿真。     

基于ABAQUS的船舶搁浅数值仿真研究

船舶搁浅性能研究是船底结构设计的一个重要环节。应用国际上通用的动力有限元程序ABAQUS／EXPLICIT对船舶搁浅动力学过程进行仿真研究。通过系列仿真试验,对不同搁浅位置及摩擦系数的情形下船底结构的搁浅性能,包括结构的损伤变形、搁浅力和能量的吸收分别进行对比和分析,得到一部分重要的结论,为船舶搁浅性能的评估及结构优化设计提供重要依据。     

船舶压载水杀菌装置能量协同模糊控制管理技术

为了实现船舶压载水杀菌装置能量的协同管理,针对紫外线与超声波联合处理(UV/US)压载水管理系统,提出一种基于模糊逻辑控制的杀菌装置能量协同管理策略,选取压载水水质浊度和藻类丰度的变化情况作为模糊逻辑控制系统的输入变量,经模糊推理确定UV/US压载水管理系统各杀菌单元的工作模式;根据UV与US在系统运行过程中的权重关系,建立UV杀菌单元的仿真模型,并搭建UV藻类灭活试验平台,验证UV/US模糊逻辑控制策略的可行性。结果表明:UV/US压载水管理系统及其模糊逻辑控制策略在满足压载水排放性能标准的同时,可以实现各杀菌单元能量的最优控制,降低系统的能耗。     

电力推进系统快速减载量控制策略研究

在现代电力船舶推进系统中,能量管理系统(PMS)是起到优化船舶运行、防止船舶发生故障的作用,是整个船舶的重要组成部分。本文在分析发电机组响应特性的基础上,首先验证发电机组加载、减载的可靠性,并分析了不同减载策略控制方法。根据不同方法控制策略的优劣性,采用综合的控制方法进行控制设计,设定最大安全时间为目标函数,分别分析低瞬态负载和高瞬态负载的情况下减载量的最优选择,描述在发电机组发生跳闸情况下的可靠性以及更快的减载速度方面的表现。本文在提出的优化减载量的基础上,结合船舶失电快速性的特点,提出一种在系统频率变化未知时频率检测的方法,通过2次不同电压的采样值,在船舶发生电网故障时,能有效快速地检测电网频率的变化,为减载系统及时提供控制信号以进行减载控制。     

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。     

船舶能量管理系统软件设计

以能量管理系统要实现的功能为基础，首先介绍了能量管理系统（Power Management System，缩写PMS）的软件设计结构，然后对PMS软件设计中的功率管理模块、现场总线通信模块、操作面板模块进行了功能描述和程序设计介绍。