基于虚拟同步发电机的船舶光伏并网逆变控制策略

在船舶电力系统中集成并网型太阳能光伏系统,当传统恒功率(PQ)控制策略光伏逆变器与船舶电站并联运行时,存在惯性小、阻尼低且不易实现光伏能量合理调度等问题。针对PQ控制策略存在的缺陷,提出一种基于虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)的光伏并网逆变控制策略,在控制算法中引入功-频下垂特性和虚拟转动惯量,使并网逆变器具有与同步发电机相似的输出下垂特性及惯性阻尼;利用PSCAD/EMTDC建立船舶光伏电-船电并网电力系统仿真模型,分别对PQ和VSG模式下的电网频率/电压波动、光伏并网逆变器和同步发电机组承担的有功功率/无功功率进行分析,研究系统参数的暂态变化。结果表明:采用VSG控制策略能有效抑制系统频率波动,实现光伏并网功率的自动调节,并显著提高电网的稳定性。     

基于虚拟同步机技术的船舶岸电电源控制策略

本文引入虚拟同步发电机技术,针对有功频率控制、电压无功控制以及电压电流控制分别进行优化。并通过小信号模型分析阻尼系数对岸电系统输出的影响,进而制定了船舶岸电电源自适应阻尼控制策略。最后,在PSCAD/EMTDC中进行仿真对比验证,仿真结果验证了船舶岸电电源自适应阻尼控制策略的有效性。     

船用逆变器电流随动控制策略研究

针对船舶电力系统大负载、强耦合特点,结合陆上大电网并网逆变技术,提出逆变器电流随动控制策略,研究船舶多能源供电系统中逆变器与同步发电机并联供电技术。通过理论推导以及数学模型的建立并进行仿真,获得所提出控制策略的实现及参数的确定方法。研究结果表明,采用所提出控制策略的逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,具有稳定性高、动态特性好、供电质量优、发电机利用率高等优良性能。这种新型逆变器控制策略为新能源在船舶混合供电系统中的应用提供了新的研究思路,在船舶新能源逆变场合具有良好的应用前景。     

船舶电力系统参数仿真优化及性能测试

由于传统的船舶燃油以重油为主,生成物对环境的污染较大,为了减缓航运对环境的负面影响,应用新能源并入船舶电力系统,以实现船舶节能减排目标。由于新能源在电压频率、幅值等方面与船舶电力系统存在差异,为了稳定船舶电力系统的功能,引入惯性函数对船舶电力系统功能进行调节,以减少船舶电力系统的振荡,而惯性函数的调节功能受到虚拟惯量和虚拟阻尼等参数的影响,因此,利用数字仿真方法确定虚拟惯性函数的参数配置,仿真试验表明,本文方法相对于对比方法具有更佳的调控效果,是一种有效的参数配置优化方法。     

海上平台新能源单元主动式虚拟直流电机技术

针对海上平台多种新能源构成的电力电子化直流微网系统具有低惯量、弱阻尼特性，以及海上新能源强的间歇性所引起的微网系统稳定性问题，在风力发电单元、光伏发电单元的接口直流变换器中，采用主动式虚拟直流发电机技术，即接口变换器的控制系统中加入直流发电机机械方程和电磁特性方程，使其具有直流发电机惯量特性与阻尼特性，减缓在风光发电单元出力突变时对母线电压冲击，以提高直流微网系统惯性。建立虚拟直流发电机控制小信号模型，分析其中惯量系数和阻尼系数对于系统稳定性影响机理，利用小信号线性模型根轨迹获得参数的优化设计准则。仿真结果表明，采用所提出的虚拟直流发电机控制方法极大弱化风光间歇性对于母线电压冲击的影响，同时提高了弱电网特性下微网稳定性，验证了该方法理论正确性与可行性，在新能源独立供电弱网条件下具有广泛的应用前景。     

典型工况下船舶电力系统MATLAB/Simulink仿真

为提高船舶电力系统的用电稳定性,保证船舶在空载、加载、短路等诸多工况下功率分配的合理性,采用模块化的思想,对船舶原动机及调速系统、励磁调压系统、同步发电机及发电机并车模型进行详细建模.模拟仿真单台发电机和多台发电机并车运行下空载运行、突加负载运行、突加异步电机等几种典型工况,观察同步发电机转速及端电压变化,电网电压变化,异步电动机电流及电压变化情况,避免在实船上进行典型工况故障分析和实船实验测试产生的高昂成本,仿真结果的数据对船舶电力系统的设计与研究具有积极意义.     

船舶微网功率分配策略仿真研究

针对包含柴油发电机、光伏阵列、储能电池组成的船舶微网系统,提出了一种船舶微网功率分配策略。该控制策略依据各微源出力和负荷情况,制定相应的功率分配计划。在Matlab/simulink环境下对船舶微网各个组成部分进行建模并对所提出的控制策略进行仿真,仿真结果验证了所提出的控制策略的可行性和正确性。     

基于Matlab/Simulink船舶电力系统建模与仿真

为了提高船舶电力系统的可靠性和稳定性,保证船舶在各种状态下实现功率的最优化配置,利用模块化的建模方法,建立了柴油机及调速分系统模型、发电机及励磁分系统模型、同步发电机并车控制模块模型、发电机组控制模型。在Matlab/Simulink仿真环境中对船舶电力系统的典型运行工况、常见故障工况以及并车操作进行了仿真研究。仿真结果表明,所建立模型能比较准确地反映船舶电力系统实际运行的情况,同时可以避免在实船上进行工况试验和故障测试的高成本、高危险。其数据结果对船舶电力系统的设计、调试及控制方法的研究具有重要参考意义。     

带恒功率负载下船舶供电系统暂态稳定性影响因素研究

通过建立船舶供电系统整流同步发电机带恒功率负载的仿真模型,研究了突加、突卸恒功率负载工况下系统的暂态稳定性,确定了影响系统稳定性的各主要因素,并分别评估了其影响程度。分析结果对以后评判船舶综合电力系统带恒功率负载的稳定性具有重要意义。     

具有电力系统稳定器的船舶发电机励磁设计

为改善船舶电力系统的稳定性能,提出了在具有自动电压调节器的船舶发电机励磁系统的基础上,加入电力系统稳定器的新方法.电力系统稳定器是通过进一步控制发电机励磁系统提高电力系统稳定性能.电力系统稳定器的信号输入采用了转速、频率或电功率,从而提高了系统的阻尼,这是一种提高小信号稳定性能行之有效的方法.通过对具有电力系统稳定器的船舶发电机励磁系统稳定性的分析和仿真,得到了比较满意的效果.