电站发电柴油机调速系统设计与优化

电力技术的迅速发展使得中压、高压交流电力系统的技术越来越成熟,在船舶工业领域内的应用也越来越广泛。目前,大多数船舶电站的构成由柴油动力发电机、输电线路、变压模块和负载等组成,其中,柴油主机是船舶电站的核心,也是船舶的电力来源。本文研究的重点是船舶电站柴油发电主机的调速系统,首先系统地介绍船舶电站、柴油发电机的原理和数学模型,然后基于PID控制技术对船舶柴油发电机的调速系统进行了优化设计。     

船舶电站虚拟现实仿真系统设计

随着船舶智能化趋势的不可逆转,对船舶电站智能化水平的要求越来越高,船舶电站的设计、管理的难度也都将增加。本文研究设计了船舶电站虚拟现实仿真系统,通过对同步发电机、励磁控制系统、转速控制系统、负载及船舶电站操作逻辑控制等建立数学模型,实现MATLAB/Simulink二维仿真,运用3d Max软件通过对发电机组、船舶配电板、各种仪器仪表、开关按钮、内部脱扣装置等三维建模并导入Unreal Engine 4(Ue4),生成虚拟现实效果。通过设计MATLAB和Ue4通信,实现二维与三维同步联合仿真。系统可单独作为船舶电力系统设计验证平台,亦可单独作为教育培训系统。可缩短船舶电站设计周期,节省人力物力,也可提高船舶电站管理培训效率。     

S7-200PLC控制器在船舶电站管理系统的应用

船舶电站管理系统是面向船舶控制中心开发的系统,由于现在大型船舶的自动化程度高,用电负载数量大,船舶电站往往配置了不止一组高压发电机组,电站管理系统的核心功能包括电站整体的功率管理和在线监测2种,前者充分考虑船舶电站及用电系统的负载状态,控制船舶发电机组的启停状态,实现电站功率的最优化;后者实时采集船舶电力网络的电压、电流信号,经过信号分析等工作,获取电站的故障信号,保障电力系统可靠性。本文基于S7-200PLC开发了船舶电站管理系统,分别从硬件和软件方面进行详细阐述。     

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Hamilton理论的船舶电力控制系统

船舶全电化已成趋势,随之而来的是更大的负载设备功率,更高容量的船舶电站,这就对船舶电力安全和供电品质提出更高要求,也是对控制系统的挑战。船舶电力系统是一个非线性的复杂系统,且存在多个参数耦合的情况,传统线性控制效果不尽人意。论文在分析并建立以柴油发电机组为核心的船舶电站数学模型后,使用基于Hamilton理论的非线性方法对其进行研究和设计,最后给出适用于船舶电站的综合控制系统并仿真验证其性能。     

基于PLC的船舶发电机组负荷功率自动控制系统设计

现代船舶对于发电机组的要求越来越高,而且工况也越来越复杂,经常会出现负载功率剧烈变化的情况,对船舶发电机组负荷功率进行自动控制、监测和管理对于保障船舶电站的稳定安全工作具有非常重要的意义。本文提出一种基于三菱PLC的发电机组负荷功率自动控制系统,详细分析了系统的需求,对发电机组的并车原理进行总结,最后对系统的整体结构和程序进行设计。系统能够通过发电机组的并车和解列以及负载调节等实现功率的自动调节,系统具有很高的稳定性和抗干扰性。     

电力推进系统功率限制控制策略在实船项目中的应用

采用电力推进的船舶中,推进系统是作为主要负载直接连接在船舶电网上,推进负荷的突变和电网结构的突变可能引起柴发机组过载、电网震荡甚至全船失电,此时船舶会面临失控的危险,甚至会倾覆,因此推进控制系统必须要与船舶电站进行协调控制,确保船舶电站的稳定和安全。本文针对以上存在的问题通过案例来引入功率限制的控制策略,并分析其实现过程和可行性,最后通过一些试验证明此方案确实可行。     

某船电力推进系统技术研究试验平台方案设计

本文介绍了基于某型船电力推进系统的技术研究试验平台设计方案。采用与实船相似的电力推进系统搭建小比例半实物电力推进仿真系统,由电力推进系统设备如电站、配电屏、变频器、变压器和电机等实物,结合实现监控和仿真功能的仿真系统组成。该平台可通过构造不同的主回路组合方式、对负载参数进行设置,仿真推进工况和负载特性,为船舶动力系统的构成及控制策略提供研究和试验的平台。     

电力推进船舶机舱振动与噪声控制技术

科考船等对水下振动和噪声要求较高的船舶近年来越来越多地采用电力推进形式,本文以实际项目为例,介绍了电力推进船舶机舱内主要振动噪声的产生原因,阐述了电力推进船舶机舱内振动噪声的控制技术,具体包括电站系统、电力推进系统和螺旋桨的减振降噪措施。经实船验证,本文所采用的措施减振降噪效果优异,指标明显低于DNV船级社对电力推进船舶的噪声要求,可为今后对水下辐射噪声要求较高的船舶提供一定的设计参考。     

综合监测船电力推进系统设计

介绍上海船舶研究设计院设计的综合检测船电力推进系统及其电站的设计与选配，并对其配置进行谐波分析，并介绍了其电力推进船舶电站管理系统的特点以及推进系统的外部接口。     

船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究

为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统。根据实船系统建立船舶电力推进系统并进行仿真,分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性。仿真结果表明;2种控制策略都有很好的控制效果,在保证良好的调速性能同时,保持整个系统的稳定性,二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性。     

船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究

为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统.根据实船系统建立船舶电力推进系统并进行仿真,分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性.仿真结果表明;2种控制策略都有很好的控制效果,在保证良好的调速性能同时,保持整个系统的稳定性,二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性.     

船舶电站控制系统中的数据融合技术探讨

船舶电站是船舶电力系统的重要组成部分。随着电力电子设备在船舶中的大量应用,非线性负载的增多,对船舶电站控制的可靠性及故障预防提出了更高的要求。多传感器数据融合技术是近年发展起来的一门新兴技术,文章根据多传感器数据融合技术的基本思想,采用扩张的卡尔曼滤波法对电站参数进行冗余数据融合,在船舶电站控制的实时性和可靠性方面取得了较好的效果。     

船舶电力推进系统螺旋桨负载实时监测研究

通过对船舶电力推进系统螺旋桨负载的实时监测,提高对船舶电力推进系统的状态监测和故障分析判断能力,提出一种基于高阶统计量特征提取和串行D/A转换控制的船舶电力推进系统螺旋桨负载监测方法。采用振动传感器进行船舶电力推进系统螺旋桨的振动信号采集,振动信号能有效反映电力推进系统的负载特征,对采集振动信号进行时频分析和高阶统计量特征提取,以提取的特征量为测试集,进行负载监测的信号分析。在此基础上,基于ADSP21160处理器系统进行负载实时监测系统的硬件设计,通过D/A转换控制方法提高负载监测的实时性和准确性。仿真结果表明,该方法进行船舶电力推进系统的负载监测的实时分析能力较强,信号采集和输出的准确性较好。     

电力推进在船舶上的应用及系统设计研究

简要地回顾了电力推进在船舶上应用的发展历程,并与常规柴油机机械推进进行对比.概括介绍电力推进在各类船舶上的应用情况,并从系统设计角度提出船舶电力推进系统在一般设计时需要考虑或关注的主要事项,包括电力推进器的配置、电力推进方式的选择、电站、电制及功率管理、谐波控制、电力推进系统的操纵和有关系统的接口等方面.     

船舶综合全电力推进系统的动态仿真

为了优化船舶综合全电力推进系统的控制性能,建立了由船舶电站、永磁同步电机和船桨组成的系统数学模型。给出了多台柴油发电机组并联运行的仿真计算方法。在螺旋桨特性计算中,提出了推力系数和扭矩系数的计算方法。针对永磁同步电机常规直接转矩控制存在负载角不稳定问题,提出了基于负载角限制的直接转矩控制算法。以中铁渤海1号船为例,实现船舶全电力推进系统的动态过程仿真,结果验证了数学模型和方法的有效性。     

船舶电气自动化中几个重要技术的应用

对自动化技术在船舶电气自动化领域中应用的几个重要技术——电力电子技术在船舶轴带发电和电力推进系统中的应用、CAN网络在船舶电站自动化系统中的应用及船舶电站自动化系统可靠性保障技术的应用等进行探讨。     

基于PLC的船舶电站网络式监控系统的研究

随着工农业的发展,电力系统可靠性的要求越来越高,因此在许多可靠性和安全性要求比较高的领域,电力设备的控制、监视和管理的重要性显得越来越突出,对于船舶电站也是如此。为了实现船舶电站可靠的运行、控制和管理,提高无人机舱的自动化程度,本文探讨了基于PLC的船舶电站网络式监控系统的设计。     

船舶电站系统建模与仿真

为了实现船舶电站的运行分析和故障仿真,建立柴油机、船用发电机和负载的数学模型,并在此基础上运用MATLAB/Simulink技术完成船舶电站仿真系统.仿真结果表明,发电机输出信号稳定,能够满足船舶电站动、静态运行分析的需要.该系统能够实现船舶电站自动控制的仿真运行,对船舶自动化电站的运行分析具有重要的理论价值和实用意义.     

基于PLC的船舶电站监控系统研究

随着电子技术、计算机技术的迅猛发展,对船舶电站监控系统的需求越来越大。船舶电站监控系统负责对船舶上的电力设备进行控制和监视,是船舶中十分关键的设备。为提高船舶电站运行的可靠性及整个系统自动化程度,本文对基于PLC的船舶电站监控系统进行研究。