基于RT-LAB的逆变器并联HIL实时仿真平台

逆变器并联组网运行是新型船舶电力系统的典型工况,近年来逐渐成为研究热点。为了便于开展逆变器并联控制策略研究,本文基于RT-LAB建立了逆变器并联系统的硬件在环实时仿真平台,针对逆变器并联系统进行了实时仿真研究,实时仿真与物理试验的结果对比表明,本文所建立的逆变器并联实时仿真平台能够有效反映系统运行特性。     

轴带发电机逆变器并联运行控制策略

燃料消耗成本占船舶运行总成本一半以上,为有效降低船舶运行成本,可通过采用安装多台轴带发电机的方式提高燃料利用率,满足船舶的电力需求。多台轴带发电机的并联运行需采用逆变器并联运行控制系统予以实现,保证轴带发电机逆变器输出相同的幅值、相位和频率,消除逆变器并联产生的环流干扰影响。本文分析了逆变器并联运行控制的4种策略,研究了适用于轴带发电机逆变器并联运行控制的策略,提高轴带发电机并联运行控制效果。     

柴油发电机组并联运行的鲁棒控制研究

船舶电力系统通常是多台柴油发电机组并联运行,多机组并联运行容易发生功率传递,从而产生功率振荡现象。本文给出了两台柴油发电机组并联运行的数学模型,为柴油发电机组设计了非线性鲁棒综合控制器,并给出了将非线性鲁棒综合控制器应用于柴油发电机组并联运行控制的仿真结果。表明,两台柴油发电机组的功角差为零,抑制了柴油发电机组并联运行的功率振荡现象,改善了电力系统的稳定性。     

谐振电容分压输出的可控硅逆变器电路

本文介绍一种移相调压、谐振电容分压输出的恒压正弦波可控硅逆变器电路。这种逆变器电路既保留了串联逆变器的优点,又做到了象改进型的并联逆变器电路那样具有很好的负载特性,既无滤波环节,又无功率输出变压器。主电路采用逆导通可控硅,简化了线路,改善了关断特性,在400赫到10仟赫的频段范围内,这种可控硅逆变器的特性都比较好。     

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。     

船舶谐振式相复励调压器的设计

为了保持船舶电力系统的稳定运行,文章研究并设计了船舶谐振式相复励调压器,其工作原理是利用发电机本身的剩磁和谐振电容的谐振作用进行谐振自励起压,利用发电机本身负载电流的大小及负载电流与电压的相位关系进行相位复励,通过调整发电机励磁电流,来调整发电机端电压,以达到保持发电机端电压基本恒定的目的。     

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。     

船舶光伏逆变器LCL滤波电路结构设计与参数优化方法

本文针对光伏发电系统与柴油发电机组构成的混合动力船舶,研究其电力系统结构及光伏逆变器PQ控制策略；针对光伏逆变器中LCL滤波器固有的谐振尖峰、及传统滤波电容串电阻降低高频谐波抑制能力的问题,提出了网侧电感并联L-R的无源阻尼LCL电路结构,并通过所该电路结构数学模型进行了频率特性与谐波抑制能力研究,揭示了其优良的高频谐波抑制特性,并获得该电路结构的参数优化方法。仿真结果表明,所提出的电路结构及参数优化方法在大为降低谐振峰值的同时,提高了对高频谐波的抑制能力。所提出的电路结构及参数优化方法在船舶光伏逆变器的应用领域具有广泛应用前景。     

基于复杂网络的舰船电力系统结构合理性分析

本文简化和构建了现有舰船电力系统拓扑模型,并运用复杂网络相关理论,计算了不同网络拓扑下的网络指标参数,分析在负载总数不变的情况下,改变网络拓扑结构,网络指标的变化,从而说明当前舰船电力系统结构的合理性。同时,是对综合电力系统合理化设计的有益尝试。     

基于预励磁技术的船用变压器励磁涌流控制

在采用中压配电系统的船舶上,通常采用中压/低压变压器实现对低压负载的供电,该变压器的容量相对于船舶电力系统来说很大,当变压器投入运行的时候在变压器原边会产生非常大的浪涌电流,其幅值可达到变压器额定电流的十倍以上,对船舶电力系统的安全运行以及变压器本身造成危害。论文分析了变压器励磁涌流产生的机理和特性,认为涌流是由于变压器空载投入时的饱和特性造成的,分析了采用预充磁技术的涌流抑制原理和方法,并经过仿真和实验对涌流抑制效果进行了验证。     

基于DSP舰用全数字化控制逆变启动电源设计

舰船电站配备有交流电动滑油泵用交流电动机,对交流电机有直接启动和快速变频软启动的不同要求,本文给出了一种基于DSP全数字化控制的交流电机专用逆变启动电源设计方法。该逆变启动电源具有升压和逆变两级功率变换,升压电路采用变参数PI控制以提高动态响应能力,逆变电路具有输出电压闭环控制环节,并采用SVPWM调制技术提高直流母线电压利用率和改善逆变输出电压波形。本文对电源的系统结构、工作原理及控制策略进行了介绍,目前该电源已交付使用。     

基于直流区域配电系统的网状网络

本文在综合电力系统的输电网络研究方面,分析了直流网状网络在舰船容量设置以及故障重构方面的优点,阐述了直流区域配电系统在隔离故障和优化舰船设计方面的优势.对于基于直流区域配电系统的直流网状网络,提出了此类网络在继电保护研究方向上主要的研究内容.     

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。     

美英未来舰船综合电力系统电制选择分析

美英舰船综合电力系统目前采用的是交流低频电制,交流低频电制因其变换损失大,传输效率低,不能满足未来舰船要求,为此美英正在规划未来综合电力系统电制的发展路线。本文分析了交流低频电制、交流高频电制、直流电制3种电制的优缺点及技术难点;介绍了美国交流高频电制及英国直流电制相关技术的研制进展。     

APF暂态性能对船舶电网的影响分析及改善措施

在建立船舶电网配电网络简化模型基础上,通过对配电网节点导纳矩阵的分析,得到配电网的电压及电流转移矩阵,从理论方面分析了有源电力滤波器暂态性能对船舶电网的影响。同时,文章还探讨了一种改善有源电力滤波器暂态性能的方法:通过切换交流侧电抗来加快有源电力滤波器的暂态响应速度,从而减小有源电力滤波器在暂态过程中对船舶配电网络的影响。最后,通过仿真结果证明了理论分析和改善措施的正确性。     

直流电力推进系统在小水线面双体科考船上的应用

直流电力推进系统作为一项新兴的电力推进技术,是目前的研究热点之一.新兴的直流电力推进系统具有哪些优点,在新船设计中如何根据船舶的具体用途、成本、经济性、空间等因素选择合适的电力推进系统都是目前值得研究的问题.为此,对直流与交流电力推进系统进行比较,并从实际应用的角度出发,以正在设计的小水线面双体型科考船为例,对该船直流电力推进系统方案进行介绍,对实际设计应用中发现的优点及需要注意的问题进行分析.结果表明,对于低压特种船舶,直流电推系统相比交流电推系统在空间、油耗等方面具有明显优势.随着该技术的发展,直流电力推进系统将在低压特种船舶领域得到广泛应用.     

三种减少直流断路器的船舶中压直流电网拓扑结构及性能比较

为保护整流变换器及减少短路时电网中电容放电的影响,船舶中压直流电网中存在大量断路器,造成结构复杂成本高,为此本文提出三种结构的变换器,即基于级联H桥与多端DC/DC的结构(TMPDC),基于MMC整流与逆变的多级调压结构(MVR)和基于不控整流与模块化多电平变换器(MMC)驱动负载结合的结构(UR-MMC)。本文对三种结构的组成与特点进行了分析,并在电压谐波,功耗,体积,故障特性等方面进行了比较,最后通过仿真进一步阐述了不同结构在运行波形上的差异。通过各结构的特性分析,为中压直流电网在船舶上的应用提供了参考。     

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。     

新型电源结构下船舶综合电力系统区域配电网技术

随着船舶行业技术逐渐向高端化发展的趋势,综合电力系统技术作为未来清洁高效环保的发展方向日益被重视.船舶电力系统的电源、配网、用能3部分相互影响,用能日益提高,电源部分的高密度、大容量要求严格,多相设计是满足目前电源大容量需求的主要途径.分析当前常用的配网结构,直流区域配电网技术具有结构适宜、安全性高的特点.结合区域配电的思想,本文提出配电网区域邻接矩阵负荷管理办法,对电网多级负荷的运行状态、负荷计算、能量管理及其网络重构进行分析,对飞轮储能系统进行分析,相比传统的邻矩阵算法,分区管理思路能够减少计算量,辅助能量管理系统提高船舶的管理效率.