基于MMC的船舶中压直流电力系统控制策略的研究

针对全桥模块化多电平换流器在船舶中压直流(Medium voltage DC, MVDC)电力系统中缺乏系统级的建模与控制问题,本文搭建了基于MMC 的船舶MVDC 电力系统模型,说明了该系统的框架结构与运行原理,提出了电压与无功外环,电流内环的双闭环控制策略,进一步验证了该系统发生直流侧短路故障时的故障限流能力,最后采用直流电压下垂控制并网方案,实现了双机有效的并联运行。通过Matlab/Simulink 的仿真分析,表明该系统具有良好的稳态特性和动态性能。     

基于多相整流的船舶电力推进系统谐波抑制

变频器等电力电子设备在船舶电网中的使用,将使变频器输入回路产生大量谐波.为减小谐波对电网的污染,对6脉波、12脉波、24脉波整流器的输入侧电流谐波进行了分析,对船舶电力推进系统不同工况下的网侧电流谐波进行了仿真研究.仿真结果表明,多相整流技术是抑制谐波的有效方法,整流相数越多,变频器注入电网的谐波含量越小;24脉波整流应用在船舶推进系统上可大大减小船舶电网的谐波含量,有效地提高电网品质.     

级联和应涌流对牵引变压器差动保护的影响分析

从牵引变压器励磁电压变化导致励磁电流变化的角度分析处于运行状态的牵引变压器级联和应涌流的发生发展过程,以及级联和应涌流对牵引变压器差动保护的影响。在变压器空投时,起始涌流流过系统电阻时使公共节点上的电压出现非周期波动,从而引起处于运行状态变压器的励磁电压发生变化,导致级联和应涌流的产生;级联和应涌流中的直流分量是引起电流互感器饱和、进而导致牵引变压器差动保护误动的主要原因。动模实验结果表明:仅依靠综合谐波制动判据是无法准确识别级联和应涌流的,应增加电流互感器饱和的识别或使用不易饱和的电流互感器。     

船舶中压直流系统接地保护研究

由于船舶中压直流电网的特殊性,现有差动保护和变流器保护不能满足整个系统保护的可靠性要求。本文以一种船舶中压直流系统为例,研究了中性点高阻接地方式的接地故障特性,分析了差动保护方案和变流器保护的不足,提出了通过电子式电流互感器进行测量的零序差动和特征频率电压接地保护方案,提高了保护灵敏度。通过SIMULINK仿真分析验证了该保护方法具有可行性。     

船舶中压电网高阻接地方式机理研究

高阻接地方式用于船舶中压电网时,对其机理和规律迄今还缺乏定量研究.在对船舶中压电网单相接地故障进行理论分析的基础上,以一个具有励磁电压控制及柴油机调速的单机系统为例,结合Simulink暂态仿真,研究阻抗比、发电机频率偏移、燃弧时刻角以及故障点过渡电阻等对熄弧恢复电压、重燃过电压、中性点位移电压以及故障电流的影响.结果表明：随阻抗比增加,熄弧电压恢复过渡时间越长,恢复电压峰值越大,重燃过电压也越严重;提高阻抗比可减小故障电流,但减小程度逐渐趋缓,还会使重燃过电压增加;发电机频率偏移可能会引起较大的暂态过电压;燃弧时刻对故障电流几乎没有影响.最后给出高阻接地方式的一般配置原则.     

基于双PWM变换器的轴带发电系统控制策略研究

本文提出了一种由双PWM变换器构成的新型轴带发电系统控制策略,其整流侧将轴带发电机发出的电压、频率变化的交流电变换为直流电;逆变侧采用虚拟同步发电机控制策略,使逆变器具有与柴油发电机相似的输出下垂特性和电气、机械特性,保证该轴带发电系统能与常规的柴油发电机组长期稳定并联运行。在MATLAB/Simulink环境下搭建了该新型轴带发电系统的仿真模型,对其与柴油发电机组的并联运行进行了模拟,对模型中转动惯量对系统的影响进行了分析,验证了该控制策略的可行性。     

船用燃气轮机发电系统建模与仿真研究

关注燃气轮机电气外特性,忽略其内部化学反应和热力循环,采用模块化建模方法建立了船用燃气轮机发电系统完整的数学模型,其中包括整流逆变模型、推进电机及螺旋桨负载模型。通过Simulink仿真,重点研究系统启动性能及动态特性;并对负载类型的影响以及三相短路故障进行了分析。结果表明该模型能够反映实际燃气轮机发电系统的运行特性,为研究船舶燃气轮机发电系统协调控制及多机并联运行奠定了基础。     

船舶交流电力网络短路电流计算方法研究

随着船舶自动化水平的提高,船舶电网容量急剧增加,网络结构趋于复杂。早期的船舶短路电流计算标准国标(GB3321-82)和国军标(GJB173-86)主要局限于简单的馈线式网络结构,且由于忽略内容较多已经很难满足需要。本文根据发电机和电动机的基本理论建立较为精确的电源模型,并结合转移阻抗法计算任意船舶网络结构的短路电流。通过Simulink仿真验证该了该方法的正确性和有效性。     

基于Matlab的船舶电力系统电流保护协调性分析软件设计

利用Matlab/Simulink仿真工具箱和友好的图形用户界面GUI,实现船舶电力系统电流保护协调性分析软件的设计。其界面能显示不同位置电流继电器的保护整定值及动作时间等参数,并可按用户要求绘制和调试上下级保护以及电流三段保护配合曲线。界面中的继电器参数可直接传递给 Simulink 中相应继电器,方便直观地对系统上下级保护和电流三段保护之间的协调性进行分析。仿真算例验证了软件的保护协调性分析功能。     

储能型再生制动能量并网技术的研究

目前城市轨道交通再生制动能量大部分由电阻消耗,利用率较低.设计了储能型再生制动能量并网系统,研究了再生制动能量在并网系统与储能系统之间的分配关系.阐述了系统的组成及设计方法,给出储能优先和并网优先2种控制策略,并通过仿真进行对比分析.仿真结果验证了储能优先策略可行、有效,能够减小再生制动功率对交流电网的冲击,实现再生制动能量的循环利用.分别建立了逆变回馈系统和储能系统的试验模拟装置,通过试验结果验证了控制策略的可行、有效.