船舶中新能源逆变器的下垂精密控制技术

现代社会的飞速发展是建立在消耗大量的不可再生资源的基础上,尤其是发电场、远洋航运业等工业领域。煤炭、石油和天然气资源的过度消耗不仅造成了资源枯竭,还对全球环境造成了污染。为了改善现有的能源格局,研究人员对太阳能、风能等新兴的可再生资源投入了大量的精力。传统船舶采用化石燃料作为动力来源,本文结合微型电网技术和船舶电网的拓扑结构,系统的研究了船舶上新能源的应用问题,并对新能源逆变器的下垂精密控制进行详细介绍。     

基于遗传算法船舶新能源并网逆变器LCL滤波器设计

在节能减排的趋势下,人们开始探求开发新能源作为辅助动力并入船舶电网。船舶电网是一个有限电源系统,电网谐波含量较高。新能源并网接口是逆变器,采用的脉冲宽度调制(PWM)技术使并网逆变器产生高频谐波电流注入船舶电网,容易造成船舶电网不稳定。需在逆变器后端加上能够滤除高频谐波的LCL型滤波器,而陆地上传统的并网逆变器LCL滤波器参数设计的试凑法很难满足船舶新能源逆变并网要求。鉴于此采用遗传算法对船舶电网侧LCL滤波器各参数优化设计的方法,综合考虑船舶电网LCL型滤波器的约束条件选择出最优解。仿真结果表明,采用遗传算法优化参数的滤波器对逆变器输出谐波进行有效抑制,为船舶新能源并网提供理论支撑。     

船舶轴带发电机并网逆变器的研究

本文主要针对轴带发电机组的核心部分SVPWM逆变器的设计展开介绍,包括控制策略、硬件组成、软件设计等几个部分。最后对样机研制过程中的试验结果和相关结论做了阐述。     

一种新能源发电并网控制技术研究

在新能源并网发电系统中,为保证并网逆变器并网成功,实现逆变器单位功率因数运行,减小系统所发的电能并入电网后造成电网污染,需要保证输出的电流与电网电压保持同相位。介绍了一种新能源发电系统——潮流能并网逆变的结构和原理,并建立其数学模型,设计了一种锁相环,使输出电流与电网电压一致,实现单位功率因数的电能传输。在MATLAB-simulink上建立了锁相环的仿真模型,搭建了并网逆变器整体模型并将锁相环加入系统,仿真结果表明该锁相环能够很好的实现锁相,有效的保证逆变器单位功率因数运行。     

一种基于下垂控制的单相并网逆变器设计

提出了一种基于下垂控制的单相并网逆变器设计,可以用于分布式能源中并网逆变器的控制,以实现向电网输送功率的要求,同时基于下垂控制策略可以完成多逆变器并联的功率分配。分析了下垂控制的理论基础,介绍了逆变器的多种运行模式,论证了基于下垂控制的逆变器系统结构以及控制策略,最后搭建了试验样机,验证了理论的正确性。     

新式船舶轴带发电并网Z源逆变器

针对当前船舶轴带发电并网Z源逆变器升压能力有限、电感启动电流冲击大、输出电压易发生畸变且输出不稳定、逆变器电容电压应力大等缺点,在传统Z源逆变器基础上研究一种新式Z源逆变器。新式Z源逆变器不仅提高了升压能力,减小了电容电压应力和电感启动电流对器件的冲击,改善了输出电压的品质,还可根据船舶实际使用情况通过改变电感数量来选取合适的逆变器。对新式Z源逆变器的拓扑结构、工作原理进行了详细分析,并比较了在电感数目取不同数值时升压因子、电容电压应力、电感电流应力等参数,最后通过进行仿真验证了新式Z源逆变器的优点,证明了结论的正确性。     

基于StruxureWare的船舶电网监测系统

为了维护船舶电力系统的稳定性,监测船舶电网重要的相关参数,分析船舶电力系统的电能质量,基于施耐德StruxureWare电能管理系统搭建了一套船舶电网电能质量监测与分析的系统。系统设计了电能质量监测界面,谐波分析界面以及远程监视界面,故障报警界面。在船舶电站实验室环境下模拟了不同工况下的船舶电网,分析了不同工况下船舶电网中谐波的含量,实时的监测船舶电网中电能质量的相关参数,以及提供了故障录波以及故障报警。为解决故障提供分析基础,提高了船舶电网电能质量管理能力。     

舰船逆变器的故障诊断

逆变器对舰船正常工作起着非常重要的作用,当前舰船逆变器故障诊断方法存在训练时间长、诊断精度低等问题。为了获得更加理想的舰船逆变器故障诊断结果,提出基于混沌粒子群算法和极限学习机的舰船逆变器故障诊断方法。首先对舰船逆变器故障诊断研究进展进行分析,找到当前影响舰船逆变器故障诊断的影响因素,然后采用极限学习机对舰船逆变器故障诊断进行建模,并采用混沌粒子群算法对极限学习机参数进行优化,确定最优的舰船逆变器故障诊断模型,最后与其他舰船逆变器故障诊断方法进行对比测试。结果表明,本文方法能够有效提高舰船逆变器故障诊断速度和诊断的精度高,可以准确实现舰船逆变器故障诊断。     

新能源船舶混合电力系统容量优化策略

在新能源船舶电力系统中,不合理的系统容量分配会引起电网的剧烈波动,增加能源消耗,提高用电成本等不利情况。为保证行驶的安全合理,提出一种考虑船舶横摇的新能源船舶混合电站系统的优化策略。该策略使用加入遗传算法交叉过程的多目标多约束粒子群算法,在考虑船舶航行时横摇的情况下,对船舶电力系统中柴油机的出力以及储能电池的容量进行优化配置,在保证船舶运行效率的同时,减少电力系统运行成本以及燃油消耗。以某远洋油轮为例,在一个航程内,优化后的船舶混合电站系统在满足用电可靠性的前提下,合理分配各电源出力,显著改善了电力系统的用电成本。     

高变换效率的舰船逆变器设计

逆变器是未来舰船综合电力系统的关键性设备,其变换效率是衡量逆变器性能的一个重要指标.本文讨论了影响逆变器效率的主要问题以及提升效率的措施;论述了高效率变换器设计中开关器件和逆变拓扑结构的选择,探讨了复合母排的运用以及电感、变压器中低损耗磁芯材料的选择.最后对高效率的逆变器设计进行了总结并提出了有益的工程设计建议.     

新型船舶推进节能技术研究

能源紧缺已成为全球共同关注的问题,决定未来船舶的竞争力的核心因素之一将是节能环保技术的先进性。在此背景下,本文提出一种基于T型波能回收水翼的新型节能技术,通过这种技术可以辅助船舶进行推进和航迹跟踪等操作。T型波能回收水翼不仅可以辅助船舶前进,还可以起到减摇和优化操纵的作用。为证明这种技术的可行性,本文将通过建模仿真进行验证,同时基于无偏模型预测控制算法进行控制器的研发。     

基于免疫遗传算法的船舶电站逆变控制器功率PID控制及节能优化研究

在船舶电站控制系统中,主要是对逆变控制器进行功率控制,使整个系统能够根据不同的负荷要求,输出对应大小的功率,提高了整个电力系统的能量转换效率,同时也延长了电力控制器的使用寿命。但是由于逆变控制器常年工作在高温的环境中,故障率也居高不下,因此需要科研人员对控制器的稳定性进行重点研究。本文主要结合免疫遗传控制算法,对船舶电力系统中的逆变控制器进行建模分析,并从系统需求的角度,采用了统一的PID控制算法,优化了控制效率,同时也有利于降低功耗,提升节能水平。     

全电力推进船舶光伏并网发电系统建模仿真

传统的全电力推进船舶光伏并网发电系统模型,工作过程稳定性差。为解决上述问题,设计了一种新的全电力推进船舶光伏并网发电系统模型,利用定子绕组和三相绕组分析全电力推进船舶光伏电网发电模式,根据光伏电池仿真电路计算发电机转矩和转速,通过计算结果设计全电力推进船舶光伏并网发电的数学模型。为验证模型效果,与传统模型进行实验对比,结果表明,设计的模型具有很强的稳定性,能够确保船舶电网高效稳定的运行,对于船舶行业发展有着很好的促进作用。     

更换定距桨实现船舶节能

修改船舶推进系统能大大改善推进效率。讨论了改变螺旋桨直径、叶数、转速和设计点对推进效率的影响，还考虑了在船体上安装导管，特别是高效导管和其他节能装置。当考虑更换螺旋桨时，文中提出了有价值的修改方案。