船用光伏发电系统最大功率跟踪及自动跟踪控制研究

太阳能是一种新型的可再生清洁能源,资源丰富,对环境无任何污染,被越来越多的用在船舶上。搭载光伏发电系统的船舶具有经济性好、噪音低、振动小、安全性好及无污染等优点,已经得到了初步应用。为研究光伏发电系统在船舶上的应用,针对如何提高光伏发电系统输出功率,提高光伏发电系统的发电效率展开研究,重点对最大功率跟踪控制及自动跟踪控制技术的实现进行研究与分析。     

船用微网发电系统的构建研究

为了给船用微网发电系统的设计和应用提供依据,有效提高清洁能源在船舶上的使用,参照陆用微网发电系统基本原理与组成,分析了船舶运行环境的特殊性,提出了船用微网发电系统的构建流程,并对关键技术进行了详细阐述。     

光伏发电技术在大型船舶上的应用

为了提高营运船舶能效指数,节约石化能源,使船舶尾气污染物的排放符合国际海事组织和地方性及区域性的公约、协议和法规的要求,将光伏发电等新技术应用于大型船舶是未来绿色船舶节能减排的发展方向。此文介绍了太阳能光伏发电技术在大型海船上应用的现状、类型和特点。描述了在融入了并网型光伏发电系统的大型船舶电力系统平台上进行的电力系统稳定性、可靠性、抗冲击性等实验和研究。结果表明,系统在暂态指标和稳态指标上完全符合船级社规范的要求。对光伏能源在船舶上的应用具有非常现实的借鉴意义。     

基于神经网络的船舶电力系统故障诊断方法

船舶电力系统集成了发电、电力转换、电力传输和配置等功能,为船舶自动化电气、照明、导航等系统提供能源,是船舶必不可少的基础系统。由于船舶电力系统的工况复杂,环境恶劣,电力系统的故障率比较高。针对这一问题,本文结合电力系统的关键元件建模,开发了基于神经网络算法的船舶电力系统故障诊断方法,介绍了故障诊断的流程,并基于Windows 7平台开发了船舶电力系统故障在线监测系统,可以在线监测电力系统的功率谱、电流等参数。     

一种新型船舶风光互补发电系统的配置方法

风光等清洁能源已越来越多的应用到船舶中。船舶风光互补辅助发电系统在设计时,往往依传统经验对风力发电机、太阳能板和蓄电池之间进行数量及参数的配置,势必会造成系统配置不合理、运行效率低的问题。为了更精准的在系统各个部件之间进行配置,从节约成本的角度出发,通过建立风力发电机和太阳能板的数学模型,采用改进遗传算法对船舶风光互补辅助发电系统各个部件在数量和参数上进行优化配置,并对配置算法进行仿真验证,极大地提高了系统的运行效率,节约了系统初始成本和维护成本,为船舶风光互补辅助发电系统的设计提供了一种有效的解决方案。     

基于集成高效热能发电系统的船舶Attained EEDI及燃油消耗量分析

为满足国际海事组织(IMO)关于船舶能效设计指数(energy efficiency design index,EEDI)的强制要求,各国已开始探索高效热能发电技术在船舶能源系统中的集成和应用,以期通过对船舶主动力装置余热进行回收利用,实现降低EEDI、减少燃油消耗量和控制废气排放量的目标。论文以超临界二氧化碳布雷顿循环(S-CO_2 Brayton cycle,S-CO_2 BC)发电系统、有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)余热发电系统、卡琳娜循环(Kalina cycle,KC)余热发电系统和动力涡轮(power turbine,PT)余热发电系统为具体研究对象,分别就单一新型动力循环发电系统和组合型高效热能发电系统在某型2500TEU支线集装箱船中集成,对船舶达到的能效设计指数(attained EEDI)和燃油消耗量折减进行计算分析。结果表明:采用超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统取代1台船舶辅机,并与有机朗肯循环、卡琳娜循环及动力涡轮等新型动力循环余热发电系统构成组合型高效热能余热发电系统技术方案,可实现船舶达到的能效设计指数EA与没有应用任何高效热能发电系统技术方案的指数相比下降33.28%;单一应用有机朗肯循环余热发电技术对减少船舶燃油消耗量的贡献显著,燃油节省率可达到5.99%。这项研究工作可为在船舶上集成应用高效热能发电技术提供理论参考依据。     

船舶光伏并网逆变器的优化设计及逆变控制测量研究

光伏能源具有取用无尽和清洁无污染等特点,其应用前景非常广阔。目前,光伏发电已经开始应用于船舶上,成为船舶多能源系统的一个重要分支。光伏发电系统中一个必不可少的组成部分是光伏并网逆变器,其主要功能是使得光伏电池工作在最大功率点以及向电网单位功率因数馈电。本文通过分析研究并网逆变器以及双环控制方式,设计出一种船用光伏并网逆变器数字控制策略。     

船舶柴油机废气余热发电效率优化系统

船舶柴油机运行过程中产生的能量做不到被完全利用,造成能源浪费。在此背景下,为提高能源利用率,针对当前使用的一般船舶柴油机废气余热发电系统效率低的问题,进行优化设计。本系统设计采用B/S架构,搭建系统结构,集成化提升,然后优化系统组成硬件,最后设计系统运行程序,实现优化系统设计。为测试系统有效性,进行仿真测试,结果表明:与一般船舶柴油机废气余热发电系统相比,运行优化后的系统,能在更短的时间内产生更多的电量,由此可知本系统的余热发电效率提升,达到了研究的预期目标。     

波浪能发电技术在船舶上的应用

为保护环境、节能减排,推进可再生能源――波浪能的利用,回顾波浪能发电技术发展史,从波浪能转换装置优化和应用两方面概述其发展情况,分析波浪能发电装置在船舶上的应用实例,归纳适合各种船舶特点的波浪能发电装置类型,总结波浪能发电装置在船舶上的应用趋势:在船舶设计初期,充分考虑波浪能的利用;将波浪能发电作为船舶辅助和生活用电;将波浪能与其他新能源联合应用。将可再生能源波浪能应用在船舶发电上,可有效降低船舶排放,有利于人类社会可持续发展。     

基于回收二次电池组的岸基电能系统

为了充分利用电动汽车更换下来的二次电池,避免浪费污染,结合风力、太阳能等清洁能源发电,为内河或湖泊小型纯电动船舶供电。文章提出一种基于回收二次电池组的岸基电能系统,分析了电池组检测和管理关键技术,并针对某案例设计了回收二次电池组、风力发电装置和太阳能发电装置,进行了经济性分析。     

储能系统在分布式发电中的应用

当今以风能、太阳能为代表的可再生能源,因其储量丰富、环境友好等特点,得到人们日益广泛的重视。基于可再生能源的分布式发电是可再生能源利用的一种主要方式,然而,由于可再生能源的间歇性,导致了分布式发电系统的稳定性、可靠性以及电能质量问题,在这种情况下,储能系统应运而生。本文介绍了蓄电池、超级电容、燃料电池以及飞轮等几种常见的储能技术,简要分析各自的工作原理,比较了它们之间的优缺点,并以蓄电池和超级电容为例,分析混合储能系统的构成方式,最后通过Buck/Boost双向变换器与直流母线相连接,给出了一系列适合于分布式发电系统的隔离型Buck/Boost双向变换器,并比较了它们之间的优缺点。     

基于优化功率分配的光伏混合储能系统能量管理策略

[目的]针对舰船移动平台光伏系统的输出功率不稳定问题和负载突加/突卸所导致的功率波动问题,提出基于优化功率分配的光伏混合储能系统能量管理策略.[方法]针对传统限值管理方法的不足,根据超级电容荷电状态所在的不同分区自适应调整滤波时间常数,从而实现混合储能系统功率的优化分配,同时分析各个变换器的控制策略和工作模式.[结果]...     

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。     

船舶混合动力系统的发展与应用

随着技术进步与环保需求,船舶的动力系统不断改进,混合动力系统以其良好的操纵性能、较高的燃油效率及某些场合零排放的工作特性而备受关注。文章从船舶混合动力系统的发展历程出发,逐步阐述混合动力船舶的工作特性、典型架构、运行模式及其优势所在。通过对该类船舶目前国内外应用状况及效果的描述与分析,提出在未来5到10年左右,基于储能系统的混合动力船舶数量将显著增长,且适用范围将扩展到新建造的商船中,成为未来船舶的发展方向之一。     

氢能源产业技术标准化发展现况

氢能作为一种高效、清洁、可持续利用的二次能源被认为是构建未来以可再生能源为主的多元能源结构的重要载体,以其开发和利用技术为主逐渐形成全球化氢能产业规模,氢能产业技术发展离不开氢能技术标准的推动和支撑,纵观国内外氢能技术标准化的发展及现况,我国氢能技术与国外还存在很大的差距,在液氢制取与储运、船用氢能燃料电池动力系统、加氢站关键设备及部件等技术方面需要加大科研投入,预研相关技术标准,提前谋划布局,以标准引领我国氢能技术及产业快速、高质量发展。     

船舶柴电混合动力系统设计应用

针对功率大、运行模式复杂的柴电混合动力系统在实船上的设计应用问题，以海上危险品应急指挥船作为对象，研究柴油发电机组和储能系统组成、设备配置、运行模式、电池舱布置和规范要求等内容，结合该型船实际使用工况，计算电力负荷，并选用合适的储能系统。结果表明，通过合理的系统设计、容量计算和安全保护布置可满足实船应用技术要求。     

面向可再生能源利用的集装箱港口环境经济效益仿真

可再生能源具有环境友好、可循环利用等优点,综合利用可再生能源是绿色集装箱港口发展的必然趋势。应用系统仿真的方法量化港口装卸生产能源消耗量,结合环境经济效益计算方法定量分析可再生能源替代传统能源的环境经济效益。以某港区采用风力发电为例,对比分析集卡、岸桥和场桥能源替代后的环境效益与经济效益。     

船舶综合电力系统超级电容储能技术

针对船舶综合电力系统脉冲负荷日趋增长的功率需求,提出了储能技术的应用.对比目前交流船舶脉冲负荷的几种供电方案,以及对比几种主要储能技术的性能,提出了超级电容储能技术的应用.     

16300t LNG燃料动力化学品船能量利用系统的模拟分析与优化

针对16300吨LNG燃料动力化学品船LNG气化冷能未加以利用的现状,本文在分析及评估原船废气余热及冷却水系统用能水平的基础上,综合考虑LNG冷能、主机废气和缸套冷却水的能量梯级利用,针对船舶对发电、海水淡化、冷库及空调等需求,以加装废气动力涡轮、LNG冷能ORC发电、冷冻法海水淡化及设置高低温冷库与空调系统等方式组合提出了四套综合能量利用系统方案。进一步利用Aspen HYSYS软件对该船原有能量利用系统与新方案进行了模拟分析,并从?效率及经济性两个方面对各方案进行了评估。结果表明,诸方案中以低温冷库+海水淡化+高温冷库+干燥舱系统方案经济性最好,所形成的新系统经优化后?效率可提高至67.16%,每年经济收益可达595.8万元。     

风力发电技术在船舶上的应用与展望

风能以其清洁、可再生、储量广泛而受到越来越多的关注和利用。风力发电在船舶上利用是一种新型的风能利用形式。该文介绍风力发电技术在船舶上的应用形式,以及风能在船舶上的应用现状,探讨了风力发电在船舶上应用存在的限制因素,当前应用过程中遇到的困难以及相关研究的重点方向,为进一步深入研究风力发电技术在船舶上的应用提供参考。