自阻型MMC整流器在船舶中压直流电力系统中的应用

针对半桥型模块化多电平换流器（MMC）不具备处理直流故障的能力,采用一种自阻型子模块结构的MMC作为整流器,并在船舶中压直流（MVDC）电力系统中应用。搭建基于MMC的船舶MVDC环形电力系统模型,采用双闭环解耦控制、载波移相调制、子模块电容电压平衡和环流抑制综合控制策略;在Matlab/Simulink环境中,对其进行仿真验证。仿真结果表明,该综合控制策略可行。自阻型MMC的整流器可为船舶MVDC电力系统提供良好的稳态性能、动态性能和直流故障处理能力,可为船舶MVDC电力系统的进一步研究奠定基础。     

舰船中压直流综合电力推进系统设计及稳态分析研究

论文针对目前备受关注的舰船中压直流综合电力推进系统(简称舰船MVDC系统)进行设计及稳态分析研究。舰船MVDC系统设计分为两步:其一,结合需要系数法及发电机容量、台数确定原则,进行系统电源设计;其二,通过研究IEEE 1709标准以及船舶电力系统相关设计标准,提出舰船MVDC系统基本设计原则,并结合系统电源设计结果,完成系统结构设计。在系统设计的基础上,建立系统潮流计算数学模型;并基于直流牛顿拉夫逊法进行改进,提出舰船MVDC系统的交直流混合潮流计算方法,进行系统稳态分析研究。研究结果表明,论文所提出的系统设计方法及交直流混合潮流计算方法,适用于舰船MVDC系统。     

采用智能单片机的智能船舶电力系统故障分析与设计

在先进的船舶动力系统中,需要借助计算机系统进行故障的监测和分析,但是由于常规的计算机系统非常复杂,并不适用于对船舶电力系统的控制,而单片机系统具有结构简单,成本低,易控制等优点,因此,本文主要研究基于智能单片机的船舶电力故障检测系统。该系统充分发挥单片机的性能优势,具备数模转换、状态控制、故障主动分析与检测功能,通过对故障检测算法的优化,实现电力系统故障数据的高速化采集和处理,该系统还具备故障修复功能,能够有效的保证船舶电力系统稳定运行,保证船舶的航行安全。     

基于分层回溯算法的MVDC船舶电网重构拓扑搜索方法

针对深度优先和广度优先拓扑搜索算法存在无效搜索过多,效率低下,难以满足船舶电力系统拓扑搜索实时性要求的这一缺点,通过分析MVDC船舶电网的特点,应用改进分层回溯算法对船舶电网的邻接矩阵进行搜索,自动识别环形船舶电网拓扑结构,建立环形MVDC船舶电网模型,并通过仿真验证所提出的方法能够有效提升MVDC船舶电网拓扑搜索速度。     

4G通信网络和物联网在船用低压电网故障检测系统中的应用

船舶电力系统的电网故障检测有助于提高电力系统的安全平稳运行,针对该方面的研究是一项热点。传统的船舶低压电网故障检测系统,在信息采集分析等环节相对落后,难以满足船舶电力系统信息化、自动化的需求。本文系统介绍了4G通信网络以及互联网技术,并结合两者设计了一种船舶电力系统低压电网故障检测系统,介绍了该系统的故障检测原理以及系统的基本组成。     

采用模糊综合评价系统的船舶电力保障装置设计

船舶电力系统负责为整艘船舶提供航行动力,以及通信、控制等其他航行保障设备、机械控制设备、助航设备等提供基本运行的电力,是舰船结构中最为重要的部分。通常情况下,船舶电力系统由发电机、船舶内电网、各种强弱电设备等组成,每一个部分发生故障,都将直接影响到整个船舶电力系统的正常运作,因此,在电力系统发生故障时,及时对故障进行分析,并采取必要的措施,显得尤为重要。本文提出一种采用模糊综合评价系统的船舶电力保障装置,通过层次化的船舶电力系统故障分析模型和基于模糊分析的故障评价和决策系统,该装置能够快速定位船舶电力系统中存在的故障,并能够根据预先制定的反应规则,进行快速故障排除,保证船舶航行的安全。     

电力推进船舶电网集中监控系统研究与开发

为了提高船舶电力系统运行可靠性和故障检测能力,通过分析电力系统功能和任务,提出了以集中监控装置为控制层,以现场控制装置为服务层,以信息采集设备和电力系统设备为数据层的三层分布式架构,研究并开发了船舶电网集中监控系统。本文详述了该电网集中监控系统组成、功能和软硬件设计方案。实船试验表明,该电网集中监控系统实现了船舶电力系统集中监测、控制、保护和管理,保障了电力系统的安全、稳定、连续、经济运行。     

船舶电力系统的故障诊断及处理研究

介绍了一种船舶电力系统监控架构,针对该监控架构提出故障诊断及处理策略,将电力系统的故障分为直流幅压电网故障、交流电网故障和直流24 V电网故障,给出不同故障诊断的依据及判断部位.针对不同故障,提出不同的处理措施,当供电支路发生过载或短路故障时,通过分级保护实现供电支路的隔离;当电源发生故障停机时,通过电力系统拓扑结构改变,实现故障重构,恢复未故障区域供电.该故障诊断及处理策略能够满足电力系统自主运行的需求,适用于无人舰船.     

遗传算法的舰船电力系统供电恢复研究

船舶电力系统的故障重构是船舶运行管理系统中的重要内容。为保障船舶运行过程安全可靠,根据船舶电力系统的特殊性,结合遗传算法对舰船电力系统供电恢复问题进行研究。将遗传算法具体用于船舶电力系统的网络故障重构并通过对遗传算法对电力系统故障信息进行快速、准确地判断,以便更及时准确的对复杂的船舶电力系统供电恢复情况进行调整和控制,确保船舶在中电力系统出现故障的情况下可快速恢复供电,以保障航行安全。通过调查分析和实验检测充分证明了该方法能有效地提高船舶供电恢复的速度及精度,可较好地实现了舰船电力系统的多目标故障恢复。     

基于直流电网的船舶电力系统仿真研究

对船舶电力系统的发展现状以及主电网电制的选择进行了简要概述,通过对比国内外的发展现状以及交流电力系统和直流电力系统的优缺点,指出基于直流电网的船舶电力系统是未来船舶电力系统的发展方向。对基于直流电网的船舶电力系统的负载分配律进行了分析,随后在MATLAB/Simulink中建立了一种基于直流电网的船舶电力系统的仿真模型,仿真验证了该系统的可行性。     

基于Powerlogic的船舶电力监视系统

本文结合船舶电力系统控制实验室,利用PowerLogic软件实现对船舶电力系统的电力参数监测。介绍了船舶电力监视系统的构成与软件设计,在交流380V／50Hz电力实验室环境下进行了运行,分析了船舶电力系统运行的谐波情况,该系统可以有效地监视船舶电力系统的一些参数,提高了船舶电站电能质量的管理能力。     

基于直流电网的船舶电站分区间目标控制策略研究

提出了一种基于直流电网的船舶电力系统高效率运行的控制策略,即分区间目标控制策略。引入功率滞环来确保控制系统输出稳定。并在MATLAB/Simulink中对该系统进行了仿真实现。仿真验证了该控制策略的可行性。与传统采用交流电网的船舶电力系统相比油耗明显降低,效率显著提高。     

经电阻接地的直流电力系统接地故障保护方法

中性点经电阻接地方式的直流电力系统在发生单极对地故障后,虽然系统仍可继续运行,但若不尽快实施保护动作、隔离接地故障,容易引起二次故障、甚至出现正负极直接短路等严重故障。为了解决一种经电阻接地的直流电力系统接地故障检测及其定位保护的难题,提出了基于附加接地电阻的直流电力系统接地故障定位保护方法。通过PSCAD?EMTDC时域仿真,验证了该方法的有效性。     

船舶中压直流电力系统中模块化多电平逆变器的谐波性能仿真研究

[目的]对船舶中压直流(MVDC)电力系统而言,模块化多电平逆变器(MMC)的应用是目前研究的热点。MMC的输出电压波形是否为正弦波将直接决定MVDC电网和负载的工作性能,因此改善MMC的谐波性能显得尤为重要。[方法]首先,以船舶MVDC电力系统为背景,研究MMC的谐波特性与电压等级、桥臂子模块(SM)数量之间的关系;然后,针对控制器采样周期、载波频率、调制比和桥臂电感值等参数对MMC逆变器谐波性能的影响,开展仿真对比分析。[结果]研究结果表明:较高电压等级的MMC应配置较多的子模块;当明确MMC子模块的数量后,调制比和采样周期是MMC谐波特性的主要影响因素。[结论]所得结论可为中压型MMC逆变器的参数设计提供决策依据。     

基于自组织临界性理论的船舶电力系统脆性分析

该文建立了船舶电力系统的自组织临界性脆性模型,对船舶电力系统进行脆性分析,通过考察潮流动态来研究脆性发生的机理。该模型分为快动态过程和慢动态过程,前者为基于改进的直流潮流模型的船舶电力系统脆性模型算法,后者为船舶电力系统节点负荷和线路容量增长算法。仿真结果表明,船舶电力系统的脆性故障规模与发生次数在曲线的尾部都具有幂律特性,船舶电力系统脆性具有自组织临界性;同时,过载参数会影响船舶电力系统脆性的自组织临界性。     

MMC在船舶中压直流电力系统中的应用

随着船舶自动化程度的不断提高,船载电力设备的数量和功率也在不断增加,一方面提高了船舶的运行质量,另一方面也对船舶电力系统的性能提出了更高的要求。为了满足日益增大的电力功率需求,传统的船舶低压电力系统逐渐被中压直流电力系统所取代。中压直流电力系统具有稳定性高、输电损耗小等优点,目前获得了较广泛的应用。本文针对船舶中压直流电力系统的变流与功率优化问题,开发了一种基于MMC多电平换流器的船舶中压直流电力控制系统,并详细介绍了中压直流电力系统和MMC多电平换流器拓扑结构的原理,具有重要的意义。     

太阳能游船电力系统拓扑结构研究与改进

在某种在运营太阳能游船中,时而会出现控制器重启,继而导致全船停电的故障,影响船舶运行的安全性.针对这一现象,在分析该船舶现有电力系统结构组成及工作原理基础上,建立系统数学分析模型,应用MATLAB进行仿真研究,得出系统出现故障的问题关键.设计了一种更为完善的电力系统拓扑结构,实船应用说明该系统具有更高稳定性和可靠性.     

大型船舶电力系统短路故障诊断系统

电力系统是船舶唯一的电力来源,一旦发生故障,电力供应就会立即中断,影响了船舶安全稳定运行。为此,针对目前提出的基于卷积神经网络、聚类分析、支持向量机的3种电力故障诊断系统鲁棒性不足的问题,在遗传算法的基础上,设计一种新的大型船舶电力系统短路故障诊断系统。该系统设计分为总体框架设计、硬件设计与软件设计3部分,为测试系统鲁棒性,进行压力测试。结果表明,与目前3种短路故障诊断系统相比,本系统面对不断增长的压力,系统失效次数更少,显现出来较强的鲁棒性,保证了船舶的安全稳定运行。     

基于ANN的船舶电力系统脆性评估

为提高船舶电力系统脆性分析和简化计算步骤,以及提高船舶电力系统脆性计算速度,提出基于人工神经网络(ANN)负荷削减模型,该模型不需要在线计算船舶电力系统中的故障潮流计算和负荷削减计算。为说明基于人工神经网络负荷削减模型的精确性,又引入了基于直流潮流的线性规划模型,对船舶电力系统进行脆性计算。利用这2种脆性评估模型对实例中的船舶电力系统脆性分别进行计算,验证了基于人工神经网络(ANN)负荷削减模型的可行性和有效性。     

基于智能重构算法的舰船电力系统研究

现代船舶电力系统结构复杂,电网组网规模庞大,如何保障电网及电力系统运行稳定是船舶安全运行的首要解决条件。配电网络管理系统是监测、管理电网负载运行的有效手段,对于电网故障,需要通过重构网络及算法分析定位故障点及原因,基于电网重构故障定位的准确性与时效性直接关系到电网运行稳定,随着组网规模扩大,传统重构算法已不能满足要求。本文重点研究了基于高斯动态算法智能电网故障重构方法,有效提高了故障搜索的准确性。