中压直流综合电力系统燃油经济性调度策略研究

由于研究对象、运行要求及调控手段的差异，陆用电力系统与传统船用电力系统的燃油经济性策略无法直接应用于中压直流综合电力系统。针对中压直流综合电力系统能量优化调控需求，建立了综合电力系统燃油经济性调度模型，提出了基于分层优化方法的系统燃油经济性调度优化算法，实现了对整流发电机组出力的优化，同时提出了适用于中压直流综合电力系统燃油经济性优化调度实现方法，实现了发电机出力的优化调度，并通过仿真试验验证了所提出方法的有效性。     

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。     

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。     

我国舰船中压直流综合电力系统研究进展

舰船综合电力系统可实现全舰能量的综合利用,被誉为是舰船动力的第三次革命。介绍了一代和二代舰船综合电力系统的技术特征。结合我国综合电力系统设备的技术现状,介绍我国一代半舰船中压直流综合电力系统的研究进展,分析了系统层面存在的难点,主要包括:系统建模和电磁暂态仿真、气轮机发电机组和柴油发电机组并联、系统稳定性分析和分层保护等,并给出了解决的方法,指出中压直流综合电力系统需要在中压直流断路器、系统储能、系统安全运行和多时间、多目标能量调控方面进一步开展研究。     

综合电力系统直流侧突加负载的电压影响

研究在综合电力系统中压直流侧突加负载时系统侧瞬时电压变化的计算方法。在十二相同步发电机的降阶等效模型基础上,基于其等效三相发电机整流系统直流侧突加阻性负载瞬时电压计算式,给出基于综合电力系统多台十二相同步发电机组并联运行下的瞬态电压降估算方法,并用1组算例数据和仿真模型,验证单机压降计算方法的有效性。     

中压直流综合电力系统装舰关键工艺

舰船综合电力系统的装舰工艺有一定的特殊性。对中压直流综合电力系统进行研究,分析其安装中存在的工艺需求并针对性地给出解决措施和方法,为中压直流综合电力系统的装舰提供工艺基础。     

舰船中压直流综合电力推进系统稳态分析研究

本文对舰船中压直流综合电力推进系统进行稳态分析。首先,根据舰船中压直流综合电力系统基本特点,选定直流分层前推回代法作为基本方法加以改进;同时,提出了适用于该方法的支路计算等效模型,并将上述思想进行程序实现。通过算例分析结果可知,论文所提出的基于直流分层前推回代法的潮流计算方法,能够适用于舰船中压直流综合电力推进系统。     

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。     

基于差分进化算法的船舶能量管理系统优化策略

[目的]提出一种考虑船舶电力系统运行限制以及温室气体排放限制的能量管理优化策略。[方法]该方法以最小消耗为目标,采用差分进化算法,使用实数编码,对船舶航速、发电机组启停状态、发电机组功率分配进行优化调度,在保证船舶运行效率的同时,符合环境限制并减少船舶燃油消耗。[结果]以某客渡船的航行数据为例,初始方案(方案1)的运行成本为36 960.5货币单位(m.u.),方案2和方案3的运行成本分别为36 938.1和35 888.3 m.u.,相对初始方案分别减少了0.06%和2.90%。[结论]优化后的船舶能量管理系统能够在满足船舶发电机和柴油机运行限制、温室气体排放限制、到港距离限制的前提下,使船速和推进力曲线变得稳定,在显著改善船舶电力系统工作效率和船舶燃油经济性的同时,减少温室气体的排放量。     

考虑风电场并网的电力系统优化调度研究

本文建立了考虑风电场并网电力系统优化调度模型,目标包括运行风险、燃料成本和污染排放量三个目标,约束条件包括电力电量平衡约束、火电机组有功出力约束、火电机组出力爬坡约束、线路传输容量约束,采用直流潮流计算方法对线路潮流进行计算,采用蒙特卡洛法对模型随机变量进行处理。最后,基于粒子群算法对含风电场的IEEE 30节点标准系统算例进行了仿真建模求解。     

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。     

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。     

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。     

一种用于直流幅压供电的多相感应电动机控制策略研究

针对潜艇直流供电系统中换向器幅压直流电动机运行和维护中存在的问题,提出了一体化多相逆变器—感应电动机替代方案。该方案在利用多相结构抑制谐波的同时,能够减少装备体积,并提高可靠性。为了解决蓄电池供电时直流电压幅值变化的问题,引入了特定谐波消除PWM技术对逆变器的输出进行恒压控制。以双Y移30°感应电动机和逆变器为对象,对控制系统进行了初步设计和仿真分析。结果表明,该方案在起动、恒压、抑制脉动转矩方面拥有较好的效果,适用于对运行可靠性和稳定性有较高要求,但对动态性能要求不高的各类潜艇辅机的驱动。     

舰船电力系统分散鲁棒励磁控制器的研究

提出了一种能够有效提高舰船电力系统稳定性的分散鲁棒控制策略。采用发电机机端电压的相角和幅值表示发电机与系统其他部分的相互联系，并且针对由调速器的不稳定调节造成的发电机输入机械功率的波动，以及由电网中无功功率和有功功率的突然变化引起的发电机端电压波动进行了仿真研究，结果表明了这种控制策略的有效性。     

基于Boost变换器升压的双绕组感应发电机的电磁设计

本文对一种利用Boost变换器进行最低转速输出电压升压的定子双绕组感应发电机进行了电磁设计。根据该电机具有两套定子绕组的特点,通过提高控制绕组与功率绕组的匝数比来升高控制绕组的电压,从而降低控制绕组励磁变换器电流的设计策略,同时可以省去功率侧的励磁电容器和控制侧的滤波电感,由此构成一种小电流励磁控制大电流功率输出的新型励磁控制系统。利用Boost变换器对最低转速时的输出电压进行升压调节,实现了材料利用率较高、电机安装尺寸较小等优点。     

船舶直流综合电力系统小信号稳定性分析

针对船舶直流综合电力系统参数匹配复杂的问题,通过建立系统数学模型,提出将基于状态空间方程的小信号稳定性分析运用于船舶直流系统中进行控制参数设计的方法,对系统在控制参数变化的情况下进行稳定性分析,得到对应参数的稳定区域,并在Digsilent/Power Factory环境下搭建仿真模型验证结论有效性,为系统的控制参数设计提供支撑。