船舶电力推进系统的变频功率限制研究

由于船舶电力推进系统变频器功率过大,导致推进效率低,为此提出船舶电力推进系统的变频功率限制研究。采用三相二极管两并两串的方式干扰变频器的功率输出,增加负载电阻,将变频器的功率确定在合理范围内,利用功率限制算法,对输出功率进行限制,实现船舶电力推进系统变频器的功率限制。仿真实验结果表明,变频功率限制方法比传统功率限制方法的功率限制效率高出23%,具备极高的有效性。     

基于燃料电池船舶混合电力推进系统的功率追踪控制策略

为提升混合电力推进船舶的续航能力，针对小型船舶巡航负荷的特点，组建以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统。选取典型船舶确定试验平台运行工况，设计与其相匹配的增程式燃料电池混合动力系统，并搭建质子交换膜燃料电池与锂电池混合电力推进系统的试验台架。以适配巡航工况为目的，基于锂电池荷电状态（SOC）调节功率追踪，获取燃料电池与锂电池间的能量分配策略。研究结果表明，该功率追踪控制策略能实现母线功率输出与模拟船舶工况间的适配。当将锂电池作为主要动力源时，系统发电单元的转换效率可维持在85%左右；当将燃料电池作为主要动力源时，系统发电单元的转换效率仅维持在75%左右。由此说明，以锂电池为动力源、燃料电池为增程单元的混合电力推进系统的设计是合理的。     

不同工况下船舶电力推进系统能量管理策略分析

实现船舶运行过程中的节能减排对于节约航运成本具有重要意义,本文以能量管理系统为研究基础,对船舶电力推进系统在低速和高速两种不同工况下的能量管理策略进行了研究,以期能够为提高船舶电力推进系统运行效率提供参考和借鉴。     

某海工船电力推进系统机桨匹配仿真研究

电力推进系统在船舶的应用越来越广泛,电力推进系统可适应工况复杂、综合电站的工况需求,比较适合海洋工程船使用,目前海工船采用电力推进系统的方式也成为主流.某海工船采用电力推进系统进行船舶推进,其推进系统启动到加速时间偏长,而修改电机转速上升时间的时间越短,推进短时所需要的功率越大,导致电机短时承受的转矩越大.本文介绍了该船电力推进系统,建立了该船舶的船机桨的模型,通过仿真,分析了启动过程中船机桨的匹配性以及电力推进系统与操纵相关的参数的合理性.     

船舶电力推进系统建模与仿真研究

本文对两台同步电机驱动的双推进器船舶的电力推进系统进行了研究.通过搭建模型来分析电力推进系统中的影响因素.本模型基于Matlab/Simulink仿真平台,旨在分析船舶的运行特性.因此,通过电力推进系统效率和船舶速度的仿真曲线,了解了双螺旋桨船舶电力推进系统的相关特性.同时对不同的参量(功率和推进转矩,电机转速,船舶速度等)进行了分析,为了提高船舶推进功率和推进器特性,采用了功率评估系统(PPP)和螺旋桨优化系统(POP).     

基于混合储能的船舶电力推进系统模糊PI控制策略

针对船舶实际航行过程中因复杂海况造成的电力推进系统中直流母线电压波动问题,构建一种基于混合储能的船舶电力系统模型,该模型由超级电容器和蓄电池组成。根据系统功率频谱确定低通滤波时间常数,并通过模糊PI控制策略实现对功率型和能量型2种储能元件充放电全过程的精确管理,延长使用寿命,有效应对在各种复杂海况下的直流母线电压波动问题。在VS2010上进行编程仿真分析,通过将仿真结果与实际船舶电力推进系统模型运行数据相对比,验证所提出的能量管理方案和控制策略的有效性。     

电力推进无人船轴系冲击响应计算

针对无人船的电力推进系统建立电机-轴系动力学模型,分析电机电磁激励力对推进轴系的影响。介绍半正弦波加速度激励,研究冲击激励作用下轴系振动特性,再利用Matlab软件计算多种工况下的轴系冲击振幅,进而对无人船转速进行合理设计。结果表明,船舶在碰撞过程中,冲击能量作用在船舶的推进轴系,造成推进轴系的异常振动或损伤,撞击时船舶航速对轴系影响很大,必须合理选择轴系转速。     

典型船舶燃料电池推进系统研究

为拓展燃料电池在船舶领域内的应用,针对船用燃料电池电力推进系统进行相关研究。首先,根据船舶的工作环境及船舶的运行工况,选择了厦门地区运营的新型太阳能混合动力游览船作为典型船舶。其次,根据相关母型船的海试以及燃料电池的工作特性,确定了改造后电力推进系统的能量管理策略。最后,基于MATLAB/Simulink建立燃料电池船舶仿真试验平台,验证该系统的可行性。仿真结果显示,燃料电池的输出功率能够分别维持在2 k W和3.6 k W的2个功率点,满足能量管理策略要求,在理论上验证了燃料电池可作为小型船舶的动力源。     

船舶电力推进系统控制策略仿真研究

本文针对单一的船舶电力推进系统控制策略无法应对所有复杂工况的问题,提出组合控制策略方案。首先基于三种常规电力推进系统控制策略（转速控制、转矩控制、功率控制）各自的适用范围,引入权重函数,定义权重系数,并提出结合粒子群算法优化权重系数的方法,然后搭建船舶电力推进系统仿真模型,模拟船舶复杂工况,验证组合控制策略的适用性。仿真实验结果表明,所提出的组合控制策略方案在应对船舶复杂工况时能充分发挥三种常规控制策略的优势,具有更好的控制效果。     

冰载荷作用下船舶电力推进装置控制策略研究

船舶在极地海域航行时,将面对恶劣的冰载荷工况,冰-桨的相互作用致使船舶推进系统产生转速降,系统同时产生较大的扭矩波动,动力推进系统的安全受到威胁。论文以某重型破冰船电力推进系统为研究对象,建立电力推进系统转速-时间仿真模型和扭振时域动态响应计算数学模型,重点研究了冰载荷激励力矩作用时电力推进系统在不同调速控制策略下的电机转速降及轴系扭矩动态响应,通过全转速分析得到不同调速控制策略下电机转速降和轴段最恶劣冰载荷扭矩幅值随初始转速的分布规律,并对推进系统在各冰载荷工况及各冰厚条件下的螺旋桨破冰性能作出了预测,结果可为冰区电力推进装置的设计及性能分析提供参考。     

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.     

电力推进科考船能效评估方法探索研究

以电力推进科考船为研究对象,分析了船舶能效管理计划(SEEMP)和智能船舶规范中货运船能效评估指标,结合科考船的实际情况,提出了适合电力推进科考船的能效评估指标,并通过实船能效计算验证指标的有效性,对电力推进科考船的能效评估进行了探索性研究,为后续研究提供参考。     

储能系统在智能型无人系统母船的应用

对电力推进科考船在科考作业时由于负载波动给电力系统带来技术难题进行分析,提出在电力系统中加入磷酸铁锂储能单元的解决办法,以实现利用储能单元具有的削峰填谷能力,使电力系统的运行趋于稳定。同时,以智能型无人系统母船为例,介绍储能系统兼具动力电池系统在船舶进出港时实现纯电力推进的零排放关键技术。提出含磷酸铁锂储能单元的电力推进配电系统的配置方案及其充放电调度控制方式,为工程人员设计类似科考船提供解决方案和参考。     

金枪鱼延绳钓船机电混合动力推进系统应用研究

作为一种新型推进方式,机电混合动力推进系统具有调速范围广、驱动力大、正反转易控、体积小、布局灵活、安装维修方便、振动和噪音小等优点。金枪鱼延绳钓船正常航行与作业航行时的航速不同,高航速航行时,使用柴油机推进系统;低航速钓鱼作业时,使用电力推进系统,柴电推进系统相互切换,相互联锁。经过实船测试,机电混合动力推进系统比柴油机推进省油约25%;前者可以提高金枪鱼船推进系统冗余度,提高船舶放钓、收钓作业工况下的操纵灵活性,大幅度提高船舶操纵性和综合推进效率,提高了船舶经济性与环保节能性,具有广阔的应用推广前景。     

内河多工况船机桨匹配优化设计

[目的]内河船舶在航行时存在顺水、逆水和急流等多种工况,传统的内河船舶船?机?桨匹配设计方法仅对船舶在逆水上行时进行了匹配设计,而在顺水下行工况,因船舶推进效率低、主机利用率低,造成油耗成本高、经济性较差等,因此需进行多工况内河船舶船?机?桨匹配优化设计.[方法]首先,在不同工况下对内河船舶推进系统的各参数进行设计,并...     

新型电力推进车客渡船设计分析

为满足长江车客渡运业对安全、环保、节能减排、车辆重载及经济性的发展需求,通过主尺度、船型、阻力推进、操纵性、船体结构等方面的数值分析与性能优化,结合电力推进系统的系统特性、系统架构、储能装置、变速发电等关键技术分析,设计了综合经济技术优良的新型电力推进车客渡船,实现了船舶重载能力和载重量提高而空载重量降低,操纵性能优化,营运安全性更高,节能减排效果明显。新型电力推进车客渡船设计与优化分析可为电力推进内河车客渡船的设计提供一定参考。     

内河电力推进船功能区振动响应分析

船舶总是会因其动力源、推进器、波浪以及其他外部激励的作用而产生振动,甚至有害振动。文章通过有限元方法对某电力推进内河船不同功能区结构进行螺旋桨和主机激励作用下的振动响应计算,对比螺旋桨和主机激励作用下不同功能区的振动响应,并判断振动产生的速度及加速度幅值是否符合CCS相关规定的要求。结果表明,在螺旋桨激励作用下,不同功能区振动响应远大于主机激励作用下的振动响应,电力推进装置所产生激振力对电力推进船舶的振动几乎没有影响。由此,对电力推进系统助推的船舶振动计算分析及该类船的设计提供一定的参考。     

小型电力推进船舶电力系统谐波抑制的仿真研究

建立了小型电力推进系统谐波分析的数学模型,进行了谐波抑制装置的设计;利用MATLAB,采用分层结构和模块化设计实现了该系统和谐波抑制装置的数字仿真。仿真结果证明了该仿真模型和设计方法的正确性。     

旋转风筒节能装置在大型远洋船上的应用

从节能、安全与绿色环保的理念出发,以大型散货船和大型油船为研究对象,对船用旋转风筒节能装置的工作原理和系统构成作了简单介绍,详细阐述了风筒装置在两型船上的总体布置,并对旋转风筒风力辅助推进船的稳性、混合推进系统、电力负荷计算和节能效果进行分析。研究表明,风筒装置在特定航线特定的风向风速条件下具有良好的节能效果,并对EEDI指标起到一定的提升作用。     

混合对转推进系统设计与实船应用研究

为全面深入了解混合对转推进系统实船安装对船舶性能影响,为数值仿真和性能预报提供实船参考数据,以集装箱运输船为应用对象,提出了一种把吊舱推进器集成在挂舵臂上的混合对转推进系统(CRP-POD),详细阐述了CRP-POD的系统构成、工作模式和电气控制系统实船设计方案。通过实船试验和运行数据分析,安装混合对转推进系统的船舶与同系列安装常规推进系统的船舶相比,特定航行工况下航速有2~3%的提升、回转能力有所降低、航向稳定性上优于常规船。