匹配中压直流电网的飞轮储能充放电切换特性仿真研究

为提高舰船功率容量及传输效率,采用中压直流配电的综合电力系统势在必行,由于舰船大功率负载频繁切换、高能武器投切、脉冲负载等的影响会对直流配电系统稳定性带来冲击性影响,故采用短时大功率飞轮储能系统并入电网对其进行功率调节与电压补偿以增强其稳定性。本文基于Matlab/Simulink平台建立了匹配中压直流电网的飞轮储能充放电并网仿真模型,探究飞轮储能充放电模式切换的动态特性及对直流电网电压稳定性的影响,结果表明大功率飞轮储能系统能够有效提高直流电网稳定性,抑制电压凹陷,并能够为后续飞轮储能充放电模式切换改进优化提供指导。     

船舶直流电网短路故障限流保护方法

船舶直流电网短路下会导致电路中断,通过限流控制方法进行电网短路故障分析,提出一种基于LLC串联谐振保护控制的船舶直流电网短路故障限流保护方法。构建船舶直流电网短路故障下的耦合参数模型,测试电路的电流、电压和功率因素的参数,建立电网短路故障下的谐振参数分布矩阵,由此构造电网短路故障限流保护输出调节封闭方程组,调节输出线圈的次级侧绕组的自感,进行电流谐振控制,构建LLC串联等效电路模型,进行电网的连通性判别,计算电流超限阈值,实现船舶直流电网短路故障限流保护系统的硬件设计。测试表明,采用该方法进行电网的限流保护,能有效排除电网短路故障。     

舰船直流幅压电网短路电流录波装置研究

介绍了一种录波装置,可用于舰船直流幅压电网短路电流的波形测量和记录。针对直流电网短路电流上升率高、幅值大的特点,重点分析了Rogowski线圈的测量原理,阐述了录波装置的硬件设计和工作流程,并给出了现场测试结果,对基于Rogowski线圈的电流录波装置的应用前景进行了展望。     

熔丝型混合式直流限流开关的分析与设计

针对直流电网短路故障时迅速产生的短路电流,提出一种零电压型混合式直流短路电网限流开关拓扑结构,以超快速电磁斥力式机械开关为通流支路,用快速限流熔断器代替固态开关支路和能量吸收支路的功能.开发出额定功率为640 V/2 500 A的原理样机,实验结果表明,样机将预期峰值为100 kA,时间常数为4.17 ms的短路电流限制在10 kA以下,证明所设计限流开关工作的快速有效性.     

飞轮储能抑制舰船综合电力系统直流母线电压波动的研究

舰船综合电力系统直流网络突加一定恒功率负载时会产生较大的电压波动,这主要是由电网中电能供需的不平衡造成,而飞轮储能装置可以解决上述问题。本文详细分析了储能装置运行特性,将其划分为充能、保持、调节三种工作模式,设计了一种基于矢量控制的综合控制策略。在PSCAD／EMTDC仿真平台中构建了综合电力系统直流网络简化仿真模型,仿真结果表明此控制策略下飞轮储能装置的工作模式能平滑快速切换,功率控制响应速度快,直流母线电压暂态过程波动显著减小。     

直流全电力推进船舶短路故障管控技术研究

本文从船舶直流电网的发展背景出发,分析了船舶直流电网的短路故障特性和保护需求;基于统一框架,对国外直流电网短路故障管控技术,包括故障检测、故障隔离和网络重构等方面的研究进展进行了分析,梳理了目前不同技术手段的特点和优缺点以及对于直流全电力推进船舶的适用性;指出了直流全电力推进船舶短路故障管控技术未来发展和后续研究重点建议。     

直流区域配电系统的保护方法

本文主要研究了利用电力电子器件来保护系统的方法.电力电子变换器通过监测流过其中的电流,识别短路故障的发生,从而控制电力电子器件关断,实现故障的隔离.在PSCAD/EMTDC中搭建系统模型,仿真研究了系统中典型短路故障点的电流波形,以及电力电子变换器作为断路器的运行情况和对系统正常运行的影响,为今后舰船电网的保护提供了新...     

熔丝型混合式直流限流开关的分析与设计

针对直流电网短路故障时迅速产生的短路电流，提出一种零电压型混合式直流短路电网限流开关拓扑结构，以超快速电磁斥力式机械开关为通流支路，用快速限流熔断器代替固态开关支路和能量吸收支路的功能。开发出额定功率为640V／2500A的原理样机，实验结果表明，样机将预期峰值为100kA，时间常数为4．17ms的短路电流限制在10kA以下，证明所设计限流开关工作的快速有效性。     

中压大电流系统传导干扰测试方法分析

当前舰船综合电力系统采用直流中压电网结构,主电网电压达到中压等级、电流高达数千安培。现有的电磁兼容标准所规定的测试方法无法对中压大电流系统进行传导干扰测试。文章通过对现有版本电磁兼容标准中传导干扰测试方法的讨论,比较分析了几种测试方法的区别及各自的局限性,提出了改进0.25μF电容耦合法测试系统相关测试设备的建议,为最终实现中压大电流系统的传导干扰测试指明了方向。     

基于DSP的舰船电网智能脱扣器设计

针对舰船电网短路故障时电压跌落、电流增大的特征,研制了基于DSP的数字化智能脱扣器.论述了短路故障的快速检测算法,提出了虚拟功率的概念,并用简单的功率检测算法代替电流幅值检测.介绍了数字处理芯片选择、软件算法实现和脱扣信号输出电路,并利用DSP芯片TM S2407A研制出试验装置完成相关试验.试验结果证明了本装置可以快速、有效地检测出的短路故障,具有广泛的应用前景.     

基于PLECS的船舶中压直流综合电力系统仿真研究

针对船舶中压直流综合电力系统,分析系统的结构和特性。给出船舶中压直流综合电力系统的机理模型,包括原动机、发电机、推进电机和四象限负载等。在PLECS软件中建立船舶中压直流综合电力系统的仿真模型,实现了系统起动、加速和突然倒车等正常和极端工况的数字仿真,仿真结果验证了本文所进行的数字仿真研究的正确性,能够为系统的早期设计提供仿真工具。     

针对舰船直流综合电力系统中低阻抗故障和电力电子设备的保护方案

舰船直流综合电力系统采用了大量的电力电子器件,其保护需求不同于传统的交流电力系统。从系统的角度分析直流综合电力系统短路故障,以及电力电子器件设备的内部故障特点,重点、深入地探讨直流综合电力系统保护需求,得出系统的保护功能与模块内部参数设置密切相关的观点,以及限流、速动等11项保护要求,形成针对系统短路和电力电子设备的保护方案。根据国内外直流断路器、直流限流器等主要直流保护器件的技术现状,进一步提出电力系统保护器件的技术发展需求。     

MPCM模式在舰船综合通信系统总线中的应用

在舰船的综合通信系统中,设备控制板的指令传输多采用RS-485的总线形式,应用多处理器通信模式（Multi-processor Communication mode,MPCM）可有效的提高系统总线的工作效率,保证系统的作战能力,同时MPCM在故障检测中也起到积极的作用。     

舰船综合电力系统发展研究

简要回顾电力推进发展历程和成因,有助于理解未来舰船电力推进的发展方向。介绍了代表舰船电力推进的先进水平的下一代综合电力系统(NGIPS)的组成以及实现途径。指出综合电力系统将长期代表未来舰船电力推进的发展方向。     

船舶中压电力系统中性点接地方式研究

对船舶中压电力系统的几种中性点接地方式,作了较为详细地分析.对于适用于船舶中压电力系统的不接地系统和经高阻接地系统各自的优缺点作了比较.从而得出当系统对地电容电流大于一定的值后,采用中性点经高阻接地系统较为合适.这样可以大大降低电流的等级,在大大降低配电板成本的同时,也节约了大量的电缆,提高系统的安全可靠性.     

多机船舶电力系统的瞬态电压降研究

基于单台发电机供电的船舶电网瞬态电压降计算方法,对多机船舶电力系统瞬态电压降问题进行了研究,使其计算方法更加符合船舶电网的实际情况,以便船舶电气设计人员在设计中能更精确地为电动机选择合适的起动方式。     

可控相复励无刷励磁系统仿真

相复励无刷励磁系统是船舶等移动电站中应用较为广泛的一种励磁装置,用于为同步发电机提供励磁功率、调节输出电压和控制无功分配。本文结合实际相复励无刷励磁系统,通过分析各个部分数学模型得出系统传递函数。针对不同工况下的仿真结果表明,所建立的模型能够较为准确地反映同步发电机的动态特性。     

综合电力系统逆变器并联谐振分析

综合电力系统是电力电子化的船舶电力系统,其低压交流配电网采用多逆变器并联运行方式作为电源,为低压日常负载供电。系统在某些特殊运行工况下,基于逆变器并联供电系统可能会产生并联谐振问题。本文分析了逆变器本体谐振、逆变器并联谐振产生的局部谐振和并联逆变器与负载网络之间产生的全局性谐振,建立相关的谐振网络模型,提出了谐振点的近似计算方法,可为中压直流综合电力系统的相关设计人员提供参考。     

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CAN总线的船舶自动化系统研究与设计

阐述船舶自动化系统CAN总线的应用,分析船舶自动化CAN总线并与其它通信方案比较。总结CAN总线的优点和船舶自动化系统采用CAN总线的特点,并分析船舶自动化系统的组成和CAN总线的总体设计方案。详细介绍了船舶自动化CAN控制系统网络总体结构、硬件组成、电路设计和软件设计,大大地提高了船舶自动化控制系统运行的可靠、安全、稳定性,从而解决船舶自动化系统的模块可维护性和故障可诊断性等实际问题。