船舶电站监控装置负载分配算法设计

随着各类船舶吨位的不断增加,船舶用电需求越来越大,船舶电站系统结构越来越复杂,利用多机组并联运行来扩大电站系统供电容量已成为常态。多机组并联工作时,需根据机组容量均匀分配功率,使电站系统稳定、高效地工作。设计了电站监控装置调频调载控制算法,使柴发机组、汽发机组稳定高效地工作,并通过联调试验,验证了不同载荷下调频调载算法对机组负载分配的执行情况。试验结果表明,不同载荷下,通过负载分配算法分配的负载是合理的,能够有效控制机组,并使其稳定高效运行。     

基于参数灵活配置的虚拟同步发电机在船舶自主电力系统中的应用

随着全球能源危机和环境污染的不断加剧,绿色环保是船舶未来的发展方向,各国研究者都在积极探索新能源在船舶平台上的应用技术,以实现船舶节能减排的目标。文章针对具有船舶特质的电力系统因新能源融入造成的脆性源增加和系统惯量减少所导致系统容易失稳抗干扰能力差、多种分布式电源之间功率的协调分配等问题进行研究,提出在船舶多模式电站中可采用一种基于虚拟同步发电机原理的并网逆变器控制策略,因其具有类似同步发电机输出阻抗大、转动惯量大和功率按下垂特性分配的特点,适用于船舶电力系统这类自主电力系统;还设计了虚拟惯量和阻尼系数的自适应调节策略,充分利用VSG虚拟惯量和阻尼系数灵活可调的优势,在不同工况下有效解决新能源设备和负荷突变引起的频率和功率的波动;通过仿真验证该控制策略在船舶新能源技术中的可行性。     

船舶电力系统燃气轮机组双机并联运行建模与仿真

海洋船舶正朝着超大型方向发展,燃气轮机凭借其启动速度快,功率密度大等特点,正越来越多的被应用到船舶电力系统的发电系统中。同时由于全电船的出现,中压电力系统正逐渐成为大型海洋船舶电力系统的发展方向。由于电力推进船的电动机单机容量大于发电机单台容量,通常会使多台发电机并联运行,从而保证电站的可靠性以及使发电机运行在最佳状态。本文通过对以燃气轮机作为原动机的4.16k V船舶中压电力系统进行建模,同时对发电机组并车工况进行仿真。仿真实验验证了此系统模型的正确性,可以用于船舶中压电力系统运行工况的仿真和分析。     

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.     

船舶电站同步发电机组综合控制算法

简要地介绍了并联运行的同步发电机组之间有功功率、无功功率分配的调节原理,提出了基于微型计算机控制系统的船舶电站功率分配的数字PID(Proportion-Integral-Derivative)控制解决方案,通过优化数字PID控制算法二次调节发电机组,达到并联发电机组功率分配平衡的目的.经过试验、试验数据分析以及实际应用,证明该数字PID控制算法解决方案有效地实现了并联运行发电机组之间合理的功率分配,保证了船舶电站同步发电机组之间长期、稳定、经济的运行.     

船舶电力系统新技术

随着船舶和海洋平台的发展,船舶电力系统的新技术层出不穷、日新月异。本文拟简要介绍国内外近年来船舶电力系统的新技术。主要介绍船舶电力系统的谐波补偿、新型船舶电站同步测量控制装置、回归统计法在船舶电站总容量估算中的应用,船舶电站功率的计算机统计计算,船舶中压电力系统中性点接地方式以及海洋采油平台和渔船电气设计的特殊问题     

船舶综合电力系统设计的若干问题

船舶电力系统玮船舶电力推进系统一体化供电的船舶综合电力系统是未来发展的新趋势。该文提出了此船舶综合电力系统设计时需考虑的诸如电站容量、发电机电压、过电压、发电机电抗、接地、电压和电流谐波、电磁干扰、电动机合闸电流等问题,以供同仁们研制此新系统时参考。     

8000DWT纸／拖车滚装船轴带发电机保护

随着船舶电站容量的增大、电力系统运行方式的多样化,对船舶配电系统的保护要求也越来越复杂,过去对中小型船舶电力系统通常采用反应电流电压等参量变化,通过上下级开关的电流一时间原则进行保护配合来达到选择性、速动性、灵敏性、可靠性的要求,但对大型及超大型船舶电站系统,尤其是单机容量大于1000kW的发电机,国际电工委员会IEC及陆用电气规程均有特殊的保护方式,如差动保护,本文介绍了8000DWT滚装船轴带发电机的差动保护。     

船用柴油机混合能源系统配置优化

考虑新能源的间歇性以及船舶电力系统负载的突变性与波动性,文章根据船舶航行中经纬度和海上环境的变化对新能源的参数进行修正,构造兼顾成本与使用寿命的船用柴油机混合能源系统优化配置的目标函数,而后利用人工蜂群算法进行优化,从而获得最佳的系统配置。通过船舶航行试验验证该方法的可行性,同时表明其比陆地上的传统方法具有更好的优化配置性能。     

船用柴油机混合能源系统配置优化

考虑新能源的间歇性以及船舶电力系统负载的突变性和波动性,本文首先根据船舶航行中经纬度和海上环境的变化对新能源的参数进行修正,然后构造同时计及成本与使用寿命的船用柴油机混合能源系统优化配置目标函数,再利用人工蜂群算法进行优化,从而获得最佳的系统配置。船舶航行实测试验验证该方法的可行性,同时表明了它比陆地上传统方法具有更好的优化配置性能。     

北斗卫星导航系统在海警舰艇的综合应用

为解决海警舰艇长期使用全球定位系统(GPS)导航设备的隐患,在北斗二代导航系统正式提供区域性服务之际,从北斗卫星导航系统在海警舰艇的定位导航、测量舰艇运动要素、通信、校正磁罗经自差、船艇管控等方面的应用上着手,结合海警舰艇其他导航设备,综合分析北斗卫星导航系统的应用前景.以海警318A型巡逻艇为实例,证实北斗卫星导航系统在海警舰艇上普及推广的合理性.     

基于遗传算法整定控制的柴油机调速系统研究

遗传算法是新型的、类似于模拟自然界中生物进化衍变过程的优化计算方法。其迭加算法准确, 在很多等领域得到广泛应用。本文以某型船用柴油机为对象,建立了柴油机控制系统的简化传递函数和执行器模型。采用PID控制,并利用遗传算法优化控制器参数,对柴油机动态调速过程进行仿真分析,和基于 Z-N（Ziegler-Nichols）法的参数整定方法做了比较,结果表明遗传算法的性能远优于传统的参数整定法, 对柴油机控制调速系统的性能有很大提高。     

穿浪型近海快速救助船自控式截流板减摇系统

本文介绍了穿浪型近海快速救助船的自控式减摇系统——截流板减摇系统的组成、安装和功能。     

模糊滑模控制在船舶航向非线性系统中的应用

针对一类不确定的非线性系统,把模糊自适应和滑模控制相结合,设计了一种积分滑模控制器。该方法采用模糊逻辑逼近非线性函数,并且为了消除常规滑模控制器被跟踪信号及其导数已知的限制,在滑模控制中引入了积分项;基于Lyapunov方法导出在线调节的切换增益自适应律,有效的克服了系统固有的抖振问题。理论分析证明了闭环系统的稳定性和跟踪误差收敛于零的某邻域内。用该控制器对船舶航向进行跟踪控制的仿真研究结果表明:该控制器具有较强的鲁棒性和较好的跟踪性能。     

小型船舶减摇装置的最优设计及性能分析

在建立了系统动力学模型的基础上，运用数值优化方法对减摇装置的参数进行了优化设计，得到了减摇装置的最佳频率和最佳阻尼；分析了减摇装置有无时系统的传递函数特性，仿真计算了减摇装置有无时船体对初始横摇角的响应及对外部激振的响应。结果表明，设计的减摇装置对船体的横向摇动有明显的减摇效果。     

7万吨级成品油船线型优化设计

介绍了当前国内外市场需求量较大的船舶品种之一--7万吨成品油船的船体线型优化设计,共进行了两次优化设计（艏部改型和艉部改型）,派生出三个不同的船型方案,其中包括两个不同的球艏和两个艉线型方案.船模试验结果表明：在设计航速处,改型方案2较方案1（原型）的兴波阻力下降21%,在较大的航速范围内其有效功率下降4.5%～1.9%,推进效率提高2.5%;而改型方案3则较方案1（原型）的兴波阻力下降30%,其有效功率下降5.7%～3.1%,推进效率提高2.6%.将其与现有同类船型的性能进行了比较,证明该船的最终船型方案是优秀的,改型是成功的.同时,本文也结合近代大方形系数船舶的船型特点,就艏艉线型变化对船舶阻力及推进性能的影响（特别是对船舶快速性能影响较大的横剖面形状、浮心位置、设计水线以及球艏形状）也进行了较为详尽的分析,提供了某些较佳尺度及参数范围以供设计人员参考.     

2万吨级多用途船船型试验研究

对2万吨级多用途船船型进行了试验研究，该船与相近吨位船舶相比，傅氏数高，方型系数大，船型优化设计有一定的难度，在吸收国内外先进经验，分析上海船研所同类型多用途船船型研究资料的基础上，先后设计了2个方案的球艏线型，通过试验分析比较，优选出推荐船型。优选船型有效地解决了该船的快速性问题，性能优良，可供船舶设计及建造部门使用。     

柴电混合动力改造轴系复装方案研究

介绍了《钢制海船入级规范》对船舶推进轴系振动与校中的一般要求。结合某型船特定配置及改造情况,深入分析了柴电混合动力系统改造轴系复原安装的特点。基于理论计算和经验,提出了满足柴电动力系统改造要求的轴系复原安装方案。该方案应用于某船柴电混合动力系统改造项目,轴系设备运行正常,顺利通过船检和海试验收。该思路和方法可为后续船舶轴系改造复装提供借鉴和参考。     

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。     

某船主推进系统建模与仿真

实船航行试验的问题是耗费高、周期长.通过构建某船用柴油机推进系统模型,包括柴油机、调速器、液力偶合器、螺旋桨及船体运动模型,在Matlab/Simulink环境下对该船的加速过程和紧急停船过程进行仿真研究.经分析对比船体在不同机桨联控策略下的运动情况,得出加速和停船过程中最佳的机桨匹配策略,为航行试验提供了理论依据.