电力推进船舶功率容量的优化配置

文章介绍以实现节能减排为目的,对某耙吸式挖泥船,加入复合储能装置来降低挖泥船的燃油消耗率和气体排放,在Matlab/Simulink环境下建立挖泥船模型以及动力系统的燃油消耗和排放模型。仿真结果表明,加入复合储能装置较原系统在油耗和排放方面均有较大的改善。并通过仿真实验对复合储能装置的容量进行了优化,在满足挖泥船正常工作的情况下使复合储能装置的经济性达到最佳。     

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。     

基于粒子群算法的电池船运行优化

为了缓解化石能源紧缺、减少船舶污染气体排放,构建以大容量储能电池为主动力的绿色船舶,是实现海洋碳达峰与碳中和的关键。将储能技术和电力推进技术引入到船舶电力系统中,形成全电力船舶已逐步成为船舶设计的趋势。利用粒子群优化算法,兼顾船舶多种运行工况,提出一种面向直流全电池船舶运营管理的系统优化方案。为验证所提方法的有效性,选取典型航线,对电池船运行过程中的经济性进行测算。仿真结果表明船载储能系统可以平抑船舶航行时由负荷变化引起的剧烈波动,通过优化电池船的运营管理,在减轻船舶电力系统波动的同时,降低船舶运行过程中的总成本。     

A review of shipboard large-scale energy storage systems北大核心CSCD

储能系统是船舶中的重要设备,可为各类船舶负荷提供能源。随着电力推进技术的成熟,全电船舶已成为未来船舶设计的主要方向。在此背景下,储能系统将由主要为辅助负荷供能逐步发展到为多类型船舶负荷供能,特别是作为船舶动力系统的重要组成部分与各类船舶主/辅机配合,在满足船舶各类负荷需求的前提下提高船舶的经济/环保特性。功能角色的转变加速了大规模储能系统接入船舶,带来了储能系统的状态估计、能量管理、优化规划等一系列问题。首先,对目前的储能技术进行分类;然后,介绍典型全电船舶的分类方法并指出储能系统的应用场景;最后,提出大容量储能系统接入船舶后带来的若干亟待解决的技术问题,即船舶储能系统分布式控制、船舶储能系统适应性规划与优化,以及船舶储能系统状态评估。所做研究可为未来大规模储能系统在电力化船舶上的应用研究提供参考方向。     

船舶电力推进系统运行的仿真

船舶电力推进系统的推进电机单机容量大于发电机单机容量,属于重负载电力系统.建立船舶电力推进系统运行的数学模型,在MATLAB软件平台上对该系统进行仿真运行.对获得的电网电压信号,采用小波变换进行波形分析和特征抽取.仿真实验结果表明,该船舶电力推进系统仿真模型合理有效.     

典型工况下的燃料电池船舶复合储能系统设计

针对燃料电池船的电能质量品质不高、蓄电池使用寿命短等问题,设计了由超级电容、磷酸铁锂电池组成的复合储能系统,并提出了基于功率分流式的能量管理策略。在MATLAB/Simulink环境下建立系统仿真模型,并采用自适应粒子群算法调用仿真模型,对复合储能系统的容量配置与能量管理策略的参数进行联合优化。仿真结果表明：优化后的复合储能系统可以满足船舶典型工况需求,并且能够缓冲负载波动对燃料电池与磷酸铁锂电池的冲击,使燃料电池工作在高效率区间,机动工况下船舶能量效率提高了3.17%;磷酸铁锂电池的充放电过程得到优化,能延长其使用寿命;母线电压波动减小,提高了电能质量。     

工业以太网在船舶电力推进监控系统中的应用

为了优化船舶电力推进监控系统,对工业以太网在船舶电力推进监控系统中的应用展开研究。利用采集船舶电力推进设备信号,设计控制执行程序,完成基于工业以太网的船舶电力推进系统信号处理。在此基础上,连接变频装置,借助监控电路对异步电动机进行实时调试,完成船舶电力推进监控系统的搭建。实验结果表明,与集散型电力推进监控系统相比,基于工业以太网的监控系统可对船舶电力进行及时协调与调度,体现出了工业以太网在船舶电力推进监控系统中的应用价值。     

船舶电力推进系统的发展

列举了船舶推进系统中的4种电力推进系统,介绍了船舶电力推进与传统的柴油机推进在经济性、机动性和安全性等方面所具有的优点,分析了船舶电力推进系统还需要在3个方面进行深入研究。     

基于STM32的电力推进船舶电能质量无线监视系统设计

船舶电力系统容量大、结构复杂,利用简便的无线监视装置监视船舶电能质量,对提高船舶航行的安全性、可靠性和经济性具有重要意义。本文利用WIFI技术搭建了无线通讯网络,并按照modbus tcp/ip协议传输电能质量数据。然后设计了一种基于STM32的电力推进船舶电能质量无线监视装置。最后在船舶电力推进实验装置上测试所设计的无线监视系统。实验结果表明,本文所设计系统能够实时准确监视船舶电能质量的变化,并对可能出现的故障进行有效监视。     

锂电池/超级电容器在电力推进船舶中的应用综述

针对电力推进船舶面临的由负载波动带来的难题,提出了在船舶电力推进系统中加入储能单元的解决办法。比较了常见储能元件的特性,阐述了船用锂电池和超级电容器技术发展的现状,分析了两者的应用前景。提出了含混合储能系统的电力推进船舶交流母线和直流母线的两种拓扑结构并说明了各自的优缺点及应用中所面临的问题,为后继开展更为深入的研究提供借鉴与参考。     

电力推进船舶的电能质量探讨

电力推进船舶采用了大量非线性变频调速装置,这些装置产生的谐波电流及运行工况的改变都对电能质量造成不良影响。从船舶独立电网的角度出发,对电力推进船舶的电能质量进行探讨,重点分析了电压暂降与谐波问题。最后从提高电能质量的角度出发,提出了电力推进船舶系统的设计意见。     

新能源船舶混合储能系统关键技术问题综述

电力电子变换技术的不断进步为风能、太阳能和燃料电池等新能源技术在船舶中的应用起到了积极的推动作用,为平抑分布式发电装置间歇性和随机性电能输出与不同运行工况下船舶电气负荷持续稳定电能需求之间的矛盾,储能系统在新能源船舶电力系统的电源能量中继和功耗动态平衡过程中的调控作用显得尤为重要。特别是,储能系统必须同时具备高功率密度和高能量密度的特点,才能满足船舶电力系统中大功率异步电机频繁启动和电气负荷长时间不间断运行的需求。论文介绍了典型储能技术的技术特点,着重探讨集成蓄电池-超级电容的典型混合储能系统,对比分析了无源式和有源式混合储能系统结构的技术差异;从适用电网的不同运行模式(离网型和并网型)和不同优化策略(目标和方法)的角度,分别论述了混合储能系统的容量优化配置问题的解决途径;在此基础上,从能量型与功率型储能元件的匹配控制环节和变流器的运行控制环节,解析了混合储能系统的协调运行控制技术发展现状。     

混合储能技术在船舶电网中的应用

在船舶电力系统中,船舶大功率负载的变化除了会引起船舶电网剧烈的波动,增加船舶原动机的机械应力和热应力,还会增加船舶燃料的消耗。为保证船舶电网的安全稳定,本文采用混合储能单元技术。本文分析船舶电力系统的调速系统和励磁系统,锂电池与超级大电容的充放电电路。根据锂电池和超级大电容的特性,采用粒子群算法优化混合储能单元容量。利用Matlab/Simulink仿真了含混合储能单元的船舶电力系统。仿真结果表明混合储能单元能够明显的抑制船舶电网波动,增强系统的稳定性。     

无源滤波装置在船舶电力推进系统的应用

变频驱动对电网产生了严重的谐波污染,消除谐波影响已成为电力推进船舶研制的关键.在建立小型电力推进系统谐波分析的数学模型基础上,对无源滤波装置的拓扑结构进行改进,并采用改进遗传算法对该无源滤波器参数优化.根据优化参数设计所提出拓扑结构的无源滤波装置,应用MATLAB7.0软件对电力推进系统进行仿真,仿真结果证明该拓扑结构和参数优化方法的正确性,达到谐波抑制的良好效果.     

船舶电力推进系统特点及应用分析

随着国际海事组织对船舶的能效方面提出新的要求,电力推进系统将成为未来船舶动力发展的方向。船舶电力推进系统由于具有较好的燃料经济性、噪音和震动小、空间布局灵活、安装方便、具有良好操控性和机动性等优点得到广泛应用。文中首先介绍了船舶电力推进系统的组成和船舶电力推进的优越性,然后对UT755CD平台供应船电力推进系统的应用进行分析。     

论绿色航运双燃料电力推动船舶的发展

  目的  针对船舶发电微电网的功率波动平抑问题,提出一种锂电池储能系统（ESS）容量配置的多目标优化方法。  方法  首先,建立以储能系统成本、电网功率波动平抑、能量供求平衡为目标函数的优化设计模型;然后,针对模型优化,设计基于分解的多目标差分进化算法（MOEA/D-DE）的求解方法,并以某双燃料（柴油−天然气）电力推进船舶微电网为对象,使用Matlab编程求得最优解集,按照子目标函数的不同权重分配进行多属性决策;最后,得到不同权重分配方案的最优解。  结果  仿真得到的5种方案的结果都满足功率波动平抑的目标,且成本和储能系统寿命损耗目标受权重分配的影响明显,实现了预期效果。  结论  所提方法对船舶锂电池储能系统容量配置具有参考意义。     

基于SMES的电力推进系统鲁棒控制技术

近年来,随着绿色环保政策的推进和新能源动力系统的发展,电力推进船舶的种类和数量不断增加。电力推进船舶具有较好的调速和控制能力。船舶电力推进系统的抗干扰能力和稳定性,关系到电力推进系统的动力输出特性,是电力推进船舶的开发过程中需要重点考虑的方面。本文首先介绍了非线性系统的稳定性控制原理,结合超导储能系统SMES技术,设计一种基于SMES的船舶电力推进系统鲁棒控制器,并进行了该鲁棒控制器的电力系统输出响应仿真,仿真结果表明,该鲁棒控制器能够有效提高电力推进系统的抗干扰能力。     

车客渡船复合储能系统及能量管理策略设计与研究

针对严格的船舶碳排放要求和车客渡船特殊的航行工况,提出锂电池和超级电容组成的复合储能系统,并以系统经济最佳为目的设计复合储能系统的最优容量配置。基于锂电池和超级电容的特性,提出适用于车客渡船的能量管理策略。通过MATLAB/Simulink建立仿真模型,验证典型航行工况下复合储能系统容量配置和能量管理策略的可行性。仿真结果表明,复合储能系统的容量设计及能量管理策略可以满足典型航行工况和重载工况的需求。     

绿色能源游览船舶经济性分析

实现绿色航运是我国绿色交通体系目标之一,推动船舶使用清洁能源动力已成必然趋势。设计某景区游览船动力系统,分别采用锂电池和结合储能装置的光伏太阳能两种供电方案,进行经济性比较分析,结合景区游客流量变化特点,确定最佳投资方案,促进船舶节能减排。     

吊舱式电力推进装置的首次成功应用

全回转舵桨合一、吊舱式电力推进装置是新颖的船舶动力装置.结合我国首艘成功采用吊舱式电力推进装置船舶的实施效果,较详尽地介绍了电力推进技术的先进性能.