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。     

基于岸基能源的江汉运河船舶电力供给系统设计

针对目前岸基能源船舶设计方案在工程化实施过程中存在的集电杆易脱线、船舶启动时出现的大电流导致船舶电网电压波动等问题,以江汉运河运行的1 000 t级船舶为对象,设计新型轨道式供电装置和柔性受电连接系统,减小水位波动、水流波动及航线偏移对船舶航行的影响;采用超级电容、动力电池以及与岸电电网相结合的模式提供船舶能源,减小船舶启动时因负荷突变造成的电网电压波动,同时增强船舶的制动性能。     

基于切换系统的船舶电力推进储能系统建模与控制

为减小推进负载扰动对船舶电力系统的影响,提出一种由超级电容构成的储能系统吸收推进负载扰动的新方法.在建立储能系统等效电路的基础上,通过引入切换系统理论,构建储能系统双向DC-DC变换器的切换系统模型,构造Lyapunov函数,进而得到系统切换律.以动态定位船为例的仿真研究表明,超级电容储能系统能够吸收低负载时的船舶电网能量,并在高负载时释放,有效降低能耗,提高推进系统性能.     

混合储能系统在船舶电力系统中的应用

在船舶电力系统中引入储能技术可以解决由于负载频繁变化带来的问题。文章主要针对由电池和超级电容组成的混合储能系统进行研究,提出了一种应用于推进系统和脉冲功率负载的新型电池/超级电容混合储能系统,利用双有源桥的拓扑,通过移相控制能量双向流动,实现电池和超级电容的充、放电。新型混合储能系统可以提高船舶电力系统稳定性和可靠性、提高燃油利用率、减少有害气体排放,是船舶电力系统发展的新方向。     

船舶电力推进系统制动能量回馈利用方法研究

在船舶电力推进系统中,制动能量的回馈会造成泵升电压,过高的泵升电压会对变频调速系统造成不良影响,甚至会影响到整个船舶电网系统的正常工作。因此,采用一定方法处理这部分能量相当重要。在传统电力推进船舶中,制动能量的回馈大多采用制动电阻对其进行快速消耗处理,回馈能量将被消耗,不能再生利用。对此提出双向变流控制技术,将船舶制动时产生的大量能量回馈到船舶电网进行再利用。该方法不仅可以避免泵升电压带来的危害,而且对提高电力推进船舶的能效利用率,推动"绿色船舶"的发展具有重要的意义。     

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。     

能量型超级电容在直流电推系统中的应用

为减少船舶排放污染、提高柴油机燃油效率等,以厦门400客位轮渡为例,提出了基于能量型超级电容储能系统在直流电推系统中的应用方案.实船测试结果表明:该系统能够有效减少船舶排放污染,提高燃油效率,稳定电网质量,增强电力推进系统性能,系统各项性能指标均优于同类船舶.     

太阳能空气动力艇混合储能装置中能量管理系统的设计与仿真研究

船舶电力推进系统在实际运用中具有明显优势,单一能量型储能装置难以有效应对其中分布式发电单元的输出功率间歇性和负载功率变化随机性波动的情况,给电网稳定运行带来了较大挑战。将锂电池和超级电容通过高执行效能的能量管理策略集合成混合储能装置,则能够很好地解决这一问题。论文通过引入对两种储能装置的充放电过程协调控制的逻辑环节,设计形成完善的四级联动式能量管理系统,建立基于MATLAB/Simulink的太阳能空气动力艇电力推进系统和混合储能装置的能量管理系统的仿真模型,分别对混合储能装置的充放电功率响应、内部功率分配、状态参数控制以及辐照强度同步变化的过程进行数据分析。研究结果表明:混合储能装置充放电控制的最大超调量低于30%,对负载波动的最大调节响应时间小于2.5 s,锂电池持续放电输出功率波动小于5%、放电电压变化率在3.5%以内,超级电容器能够实现对负载功率波动高频分量的瞬时响应。     

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。     

超级电容渡船——城市内河交通新构想

提出了一种将超级电容与渡船相结合的构想,通过对超级电容的特性和渡船航行特点的介绍,诠释了超级电容渡船的内涵,并在这个基础上对其可行性及实用性进行了分析,具有一定的参考价值。