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。     

中压直流大电流数据采集元件现状分析

中压直流电力系统具有总体重量轻、体积小、效率高等优点已成为了下一代船舶电力系统的发展方向。国内对船舶中压直流电力系统研究刚刚起步,对其数据采集元件的研究更少。文章对中压直流电力系统船舶的数据采集元件进行分析选型,为数据采集系统构建奠定基础。     

自阻型MMC整流器在船舶中压直流电力系统中的应用

针对半桥型模块化多电平换流器（MMC）不具备处理直流故障的能力,采用一种自阻型子模块结构的MMC作为整流器,并在船舶中压直流（MVDC）电力系统中应用。搭建基于MMC的船舶MVDC环形电力系统模型,采用双闭环解耦控制、载波移相调制、子模块电容电压平衡和环流抑制综合控制策略;在Matlab/Simulink环境中,对其进行仿真验证。仿真结果表明,该综合控制策略可行。自阻型MMC的整流器可为船舶MVDC电力系统提供良好的稳态性能、动态性能和直流故障处理能力,可为船舶MVDC电力系统的进一步研究奠定基础。     

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。     

中压直流综合电力系统燃油经济性调度策略

由于研究对象、运行要求和调控手段存在差异,陆用电力系统和传统船用电力系统的燃油经济性策略无法直接应用到中压直流综合电力系统中。针对中压直流综合电力系统的能量优化调控需求,建立综合电力系统燃油经济性调度模型,提出基于分层优化方法的系统燃油经济性调度优化算法,实现对整流发电机组出力的优化。同时,提出适用于中压直流综合电力系统燃油经济性优化调度的方法,实现对发电机出力的优化调度,并通过仿真试验验证该方法的有效性。     

中压直流船舶电力系统MMC的参数研究

在中压直流船舶综合电力系统中,换流器是其关键组成部分,但随着船舶电力系统电压等级的提升,传统换流器已经不能满足系统的需求。模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）作为一种新型换流器,可以代替传统换流器。首先对MMC的原理进行介绍,结合中压直流船舶电力系统的参数设计合适的MMC,并从子模块的电容电压波动、系统有功功率响应时间、抑制系统谐振和抑制系统内部环流4个方面对子模块电容和桥臂电感值进行选取,最后经过Matlab/Simulink仿真验证方案的可行性。     

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。     

船舶储能系统的硬件在环仿真验证方案

为了解决船舶储能系统的数学仿真置信度完全取决于数学模型的建模,仿真运行效率受限于计算机性能等问题,基于RT-LAB实时仿真平台,建立配置了船舶储能系统的船舶直流综合电力系统的实时仿真模型,根据所建船舶储能系统实时仿真模型,完成了船舶储能系统硬件在环仿真方案测试,可为后续的船舶综合电力系统测试提供可靠提供有效平台。     

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。     

基于面向对象技术的舰船综合电力系统电力网络故障模拟及拓扑跟踪

针对舰船综合电力系统电力网络结构特点,本文实现了基于面向对象技术的对舰船综合电力系统电力网络的拓扑建模。并针对电网故障的随机性特点,在面向对象环境中实现了对随机故障的模拟,同时用深度优先算法进行了快速的拓扑跟踪。算例分析证明了该方法的有效性。     

新型混合型限流熔断器在舰船综合电力系统中的应用分析

采用中压直流电网输配电是舰船综合电力系统的重点发展方向,但中压直流开关的分断能力不足成为中压直流电网发展的一个重要制约.本文提出在合理位置加装电弧触发式混合型限流熔断器（ATH-CLF）来限制中压直流电网短路电流的方法来解决这一问题.首先以IEEE Std 1709-2010推荐的一种舰船中压直流电网为例,建立了该电网的EMTP仿真模型和ATH-CLF的EMTP仿真模型,计算了有无ATH-CLF以及ATH-CLF安装在不同位置时各典型位置发生短路的电网短路电流及母线电压跌落.分析表明,合理的ATH-CLF加装方案可有效降低短路电流水平,并可使非故障区域的母线电压跌落在10 ms之内恢复.     

舰船综合电力系统发展研究

简要回顾电力推进发展历程和成因,有助于理解未来舰船电力推进的发展方向。介绍了代表舰船电力推进的先进水平的下一代综合电力系统(NGIPS)的组成以及实现途径。指出综合电力系统将长期代表未来舰船电力推进的发展方向。     

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。     

船用直流综合电力推进系统短路电流计算方法

直流短路电流计算方法是船用直流综合电力系统设计的重要组成部分,其设计正确与否关系到直流综合电力系统的保护设计方案与系统安全可靠运行。文章阐述了船用直流综合电力推进系统短路电流计算原理及计算方法,主要针对直流侧两极短路故障进行分析,充分考虑系统故障后的暂态和稳定过程。并给出相应的计算公式,结合实际算例,通过MATLAB的simulink平台仿真验证计算方法的正确性。     

优化方法在舰船抗沉决策系统中的应用研究

为了及时有效地抗沉,构建了以模型库系统为主,数据库系统和人机交互系统并重的辅助抗沉决策系统.其中模型库系统分别由装载计算模型、不沉性计算模型和抗沉方案优化模型三个子系统组成.着重研究了用于舰船破损情况下辅助决策的优化模型.以可用抗沉舱的装载量为设计变量,以最小干舷为目标函数,以限制横倾角和纵倾值为约束条件,采用非线性规划法中的惩罚函数法求解优化模型,生成最佳抗沉方案.研究了初稳性高为正值时的优化抗沉方案.通过实例计算,并将计算结果和采用遗传算法的结果相比较,证实了该优化方法用于抗沉操作的可行性.     

飞轮储能抑制舰船综合电力系统直流母线电压波动的研究

舰船综合电力系统直流网络突加一定恒功率负载时会产生较大的电压波动,这主要是由电网中电能供需的不平衡造成,而飞轮储能装置可以解决上述问题。本文详细分析了储能装置运行特性,将其划分为充能、保持、调节三种工作模式,设计了一种基于矢量控制的综合控制策略。在PSCAD／EMTDC仿真平台中构建了综合电力系统直流网络简化仿真模型,仿真结果表明此控制策略下飞轮储能装置的工作模式能平滑快速切换,功率控制响应速度快,直流母线电压暂态过程波动显著减小。     

Sensitivity Analysis of the Shipboard Integrated Power System

Stochastic sensitivity analysis is a valuable tool in ranking inputs and in investigating the degree of interaction of its components. In this paper, we present stochastic simulation results for a shipboard integrated power system and study its sensitivity. Specifically, we apply sensitivity analysis to two high-fidelity models of shipboard subsystems, investigating open- and closed-loop control of the propulsion system. The results show that different inputs are most important for the open- and closed-loop control, with sensitivities that change dramatically in time as they reflect the transition from the fast electrical scales to slower mechanical scales. We also demonstrate how sensitivity analysis can be used to establish the robustness of the AC drive.     

基于节点电势法的舰船电力系统潮流计算方法

针对舰船电力系统中非线性负载尤其是异步电动机负载较多,且发电机组数量多、容量小,需考虑其功率分配关系等特点,提出基于节点电势法的潮流计算改进算法。利用此算法对一个8节点的典型舰船电力系统模型进行计算,并通过Matlab软件仿真予以验证。结果表明,该算法具有计算精度高、收敛速度快等特点。     

基于Powerlogic的船舶电力监视系统

本文结合船舶电力系统控制实验室,利用PowerLogic软件实现对船舶电力系统的电力参数监测。介绍了船舶电力监视系统的构成与软件设计,在交流380V／50Hz电力实验室环境下进行了运行,分析了船舶电力系统运行的谐波情况,该系统可以有效地监视船舶电力系统的一些参数,提高了船舶电站电能质量的管理能力。