船舶微电网接入方式及匹配模式研究

本文研究了船舶微电网的接入方式和匹配模式问题。研究表明,陆地微电网的几种典型接入方式并不适用于船舶微电网,进而提出包含应急启动功能的船舶微电网初步解决方案;随后对与船舶微电网相匹配的主电网模式问题进行研究,通过建立综合评价指标,发现船舶微电网接入对馈线式电网模式的综合指标提升最为明显。     

电力推进船舶电网集中监控系统研究与开发

为了提高船舶电力系统运行可靠性和故障检测能力,通过分析电力系统功能和任务,提出了以集中监控装置为控制层,以现场控制装置为服务层,以信息采集设备和电力系统设备为数据层的三层分布式架构,研究并开发了船舶电网集中监控系统。本文详述了该电网集中监控系统组成、功能和软硬件设计方案。实船试验表明,该电网集中监控系统实现了船舶电力系统集中监测、控制、保护和管理,保障了电力系统的安全、稳定、连续、经济运行。     

基于风光互补技术的船舶微电网监控系统设计

参考陆地微电网系统设计并考虑船舶应用的实际情况,设计了基于风光互补技术的船舶微电网监控系统,给出了船舶微电网接入船舶电力系统的方式,描述了光伏及风力发电原理,设计了船舶微电网各监控模块的人机界面及PLC控制程序,探讨了船舶微电网系统需进一步研究的关键技术。     

船舶光柴储交流微电网系统小信号的稳定性研究

针对容量有限、光储单元容量较低的中小功率船舶光柴储交流微电网系统的稳定性问题,提出基于光储逆变器的船舶光柴储交流微电网多级控制策略。建立由柴油发电机组模型、光储系统模型以及与网侧功率模型构成的船舶光柴储微电网系统的小信号模型,分析系统内控制参数对状态矩阵特征值的影响,获得船舶光柴储微电网系统的暂态稳定性,确定稳定域内控制器参数的选择范围。最终获得船舶电网电压和频率的仿真结果,为船舶光柴储微电网系统的稳定运行和控制参数的设计提供重要的理论基础。     

电力推进船舶协调性分析

协调保护在灵活的电力推进船舶电网的安全可靠运行中扮演着重要的角色。以某型电力推进船舶的电力系统为例,通过计算分析,提出该船电力系统协调保护的方案,为船舶电力推进系统设计提供参考。     

船舶电力系统静态安全分析概述

船舶电力系统日趋复杂化,船员已难以通过经验来判断电力系统的安全运行状态.在陆地电网静态安全分析的基础上,针对船舶电力系统的特点,提出船舶电力系统静态安全分析的概念,同时给出适合船舶电力系统预想事故的危害度指标和安全裕度指标,弥补了船舶电力系统在这方面的空白.     

多能源集成控制的船舶用微电网系统频率优化

为解决船舶用微电网系统在系统模型不确定性以及剧烈负荷扰动下电网频率的稳定性控制。针对含有风力发电系统、光伏发电系统、柴油机发电系统以及储能装置的多能源集成微电网系统进行分析,提出H∞混合灵敏度控制方法,设计输出反馈控制器并构造微电网系统模型,对其加权函数采用粒子群优化算法进行优化。仿真结果表明:提出的控制器和控制策略不仅能够有效地平抑频率波动,提高可再生能源利用率,还在模型不确定性以及扰动不确定性的情况下依然有效。     

基于飞轮储能的船用燃机直流微电网大功率负载响应特性

为充分利用飞轮储能对船舶直流微电网功率补偿的优势,弥补燃气轮机发电系统输出功率调节响应慢的不足,对船用燃机直流微电网大功率负载下的飞轮储能系统控制策略和电网响应特性进行研究。本文基于100 kW实装微型燃气轮机发电机组,建立了包括燃气轮机、发电机、飞轮储能系统的船舶直流微电网模型,并在有无飞轮储能系统的情况下,分别突加、突卸40%、60%、80%额定功率负载,详细分析不同负载模式下直流母线电压、发电机转速和飞轮转速的变化特性。结果表明,所提出的飞轮储能系统控制策略可以及时补偿大功率负载冲击下发电机和负载之间功率不平衡,防止母线电压和同步发电机转速波动过大,有效提升微型燃气轮机发电系统的电能质量和稳定性。     

基于强化学习的船舶微电网能量管理策略

全电船舶将柴油发电机、电池储能系统、光伏发电系统相结合，以电能形式满足船舶日常各类运行的需求，提升了船舶能量的利用效率。然而，受到光伏强度和环境温度不确定性的影响，光伏发电系统的有功出力曲线呈现随机性和波动性，进而导致船舶微电网能量管理策略需要兼顾最优性和鲁棒性。为制定有效的能量管理策略，提出一种基于强化学习技术的全电船舶微电网能量管理模型及算法来克服不确定性的影响，算法求解得到的能量管理策略能根据随机性因素的实时变化动态修正，可保持船舶能量消耗处于最优状态。最后通过算例验证了所提算法的可行性和有效性。     

应用SMES的船舶微电网储能柔性控制系统设计

以实现船舶微电网储能控制为目的,设计应用SMES的船舶微电网储能柔性控制系统。该系统利用控制芯片连接数字输入/输出混合单元、模拟电流输入、输出单元,并将上述单元与船舶微电网SMES储能装置相连后,采集船舶微电网SMES储能实时电压信息,传输到信号调理电路内;信号调理电路将该电压信息转换为统一区间的电流信息后,利用无线传感网络服务器将其传输到人机交互中心的电脑主机内;人机交互中心利用电脑主机与LCD显示屏相连为用户呈现船舶微电网SMES储能相关信息,同时利用储能柔性控制单元内的基于线性自抗扰的SMES储能装置变流器程序实现船舶微电网储能柔性控制。实验结果表明,该系统具备较高的可靠性且可对船舶微电网储能输出电流、电压等实施有效的柔性控制。     

船舶电力系统自动化及电机保护设计

船舶运输在全球运输中扮演着重要角色,而船舶电力系统的安全及稳定性是船舶运输安全的重要保证。在这种背景下,本文简要介绍了船舶电力系统自动化的现状,对船舶自动化电力系统进行设计,包括工控机模块、显示模块、PLC监控执行模块,重点介绍并实现了船舶电力系统中自动并车功能,最后提出了几点电机保护设计。本文提出的船舶电力自动化系统能够有效提高船舶运营效率,提升船舶电力系统工作的稳定性。     

现代船舶电力系统鲁棒性研究

随着船舶动力系统增加,系统负载与推进器的非线性因素增多,影响船舶电网传输的稳定性,需要对船舶电力系统负载鲁棒性进行研究,以控制系统稳定性。本文建立船舶发动机负载与推进器的非线性模型,研究负载功率、电流及电压之间的耦合关系,在分析了系统鲁棒性基础上提出了一种基于Hamilton函数的船舶电力系统控制策略,对系统负载与推进器的非线性因素进行控制,最后对提出的策略进行仿真,结果表明其对船舶电网传输的稳定性具有很好控制作用。     

船舶闭环电力系统的柴油发电机保护研究

将动力定位船舶的闭环电力系统和常规的柴油发电机保护系统进行对比,分析了常规保护系统的功能及其在闭环电力系统应用上的局限性.在此情况下,引入了"下垂特性"和"时间阈"概念,提出了一种适用于动力定位船舶闭环电力系统的柴油发电机保护系统,并详细阐述和分析该保护系统的设计原理和故障检测模型.该系统在实船试验中得到成功验证,通过...     

基于MGSCADA的混合微电网监控系统设计

为了实时准确地监控交直流混合微电网中各电力设备运行状态的需要,促进微电网智能化建设进程,采用现代信息、通信和控制技术,基于MGSCADA软件设计微电网监控终端.论文首先对微电网的实际架构展开监控系统功能需求分析,再基于MGSCADA软件进行通信建模、MMS服务数据库设计,最后应用于交直流混合微电网实验平台进行测试.测试结果表明,该监控终端可实时精确地测量各电气参数,经数据库进行存储,用户可通过良好的人机交互界面实时观测各设备运行状态,并能够实现微电网的优化控制,确保整个微电网系统安全稳定运行,满足功能设计需求.     

虚拟同步发电机在船舶微电网逆变器设计与仿真分析的应用

随着世界范围内的能源危机,船舶动力系统的能源过度浪费问题成为了研究的热点。由于海洋上蕴藏着丰富的太阳光能、风能等,因此,研究船舶的分布式微电网具有巨大的潜力。本文研究的重点是船舶微电网的逆变器设计,逆变器是电网保持平稳运行的关键,本文通过建立虚拟同步发电机模型,并结合Matlab仿真分析软件,对船舶微电网逆变器进行性能仿真。     

基于功率管理的动力定位系统推力分配方法研究

以全电力推进船舶为研究对象,针对船上其他用电设备的功耗波动对电力系统的影响这一实际情况,在不影响定位功能的前提下,在原有的推力分配基础上研究具有功率管理功能的推力分配策略,采用基于动态负载控制法的推力分配方法,以达到减小电网总功耗波动和提高船舶电力系统稳定性的目标。仿真验证此方法导致的船舶在速度和位置上的偏差被成功地限制在一定范围内,也证明了如此小的偏差足以实现减小电网功耗波动的目标。     

基于功率管理的动力定位系统推力分配方法研究

以全电力推进船舶为研究对象,针对船上其他用电设备的功耗波动对电力系统的影响这一实际情况,在不影响定位功能的前提下,在原有的推力分配基础上研究具有功率管理功能的推力分配策略,采用基于动态负载控制法的推力分配方法,以达到减小电网总功耗波动和提高船舶电力系统稳定性的目标.仿真验证此方法导致的船舶在速度和位置上的偏差被成功地限制在一定范围内,也证明了如此小的偏差足以实现减小电网功耗波动的目标.     

船舶交流高压电力系统安全性的分析

针对船舶交流高压电力系统 ,分析了中性点接地和中性点绝缘两种电网的单相触电危险性、抑制过电压的性能以及发生一相接地的危险性。结合船舶电力系统的运行环境讨论了电网电气安全性的有关因素 ,在此基础上提出提高船舶电力系统安全性的具体措施     

重型破冰船电网架构研究

随着我国两极探索研究开发的需求增长，PC2级以上的重型破冰船开发研制已是极地战略的重要部分，配置极大功率、具有较大冗余度的推进系统是重型破冰船的一个显著特点。文中通过分析国外常规动力重型破冰船项目，发现采用电力推进系统已成为发展趋势，其综合电力系统总容量往往超过50 MW，配置多个主推进器，推进电机输出功率可达到20 MW，配置4台以上的原动机，单机功率可能超过10 MW。上述电力系统关键器件的容量等级在现有船舶上较少使用，且缺少国产配套。基于重型破冰船需求，通过分析电网电压等级，对发电机、推进电机及变频器选型等电力系统关键选型分析，结合国产配套情况，参考国外已有项目电网架构，该文提出一型重型破冰船电网架构，以方便开展后续船舶的研制工作。     

基于直流电网的船舶电力系统仿真研究

对船舶电力系统的发展现状以及主电网电制的选择进行了简要概述,通过对比国内外的发展现状以及交流电力系统和直流电力系统的优缺点,指出基于直流电网的船舶电力系统是未来船舶电力系统的发展方向。对基于直流电网的船舶电力系统的负载分配律进行了分析,随后在MATLAB/Simulink中建立了一种基于直流电网的船舶电力系统的仿真模型,仿真验证了该系统的可行性。