典型工况下船舶电力系统MATLAB/Simulink仿真

为提高船舶电力系统的用电稳定性,保证船舶在空载、加载、短路等诸多工况下功率分配的合理性,采用模块化的思想,对船舶原动机及调速系统、励磁调压系统、同步发电机及发电机并车模型进行详细建模.模拟仿真单台发电机和多台发电机并车运行下空载运行、突加负载运行、突加异步电机等几种典型工况,观察同步发电机转速及端电压变化,电网电压变化,异步电动机电流及电压变化情况,避免在实船上进行典型工况故障分析和实船实验测试产生的高昂成本,仿真结果的数据对船舶电力系统的设计与研究具有积极意义.     

电流复励型调压器的最佳设计

电流复励型线路可在整个负载电流和功率因数的额定范围内调整各单独同步发电机端电压,典型的是调至额定值的±3％以内。本文研究了有关各元件的伏安定额,指出其重量和成本可减至最小程度,由此可获得最佳调压器设计,并且给出了最佳设计考虑中所用的一些发电机参数的图解结果。     

不平衡负载下船舶储能逆变器的平滑切换技术

本文针对在柴油发电机与储能系统功率平滑切换过程中,负载不平衡引起的三相电压不平衡问题,提出对应的电压正序分量与电压负序分量控制方法.通过电压外环电流内环的电压定向矢量控制,求出储能逆变器三相调制波的正序分量,并提出电压外环切换为功率外环的方法,使电源切换后发电机功率稳定上升.通过低通滤波器提取负序分量后,设计电压电流负序分量双闭环控制,使柴油发电机输出端电压不平衡度小于1％,提高船舶电站的电能质量.     

船用并联同步发电机功率因数不同故障分析

文章根据同步发电机端电压变化与无功功率自动调整的原理,分析解决船舶并联运行发电机组某种无功功率分配故障。     

自激异步发电机带阻性负载恒压运行研究

为了保证自激异步发电机在阻性负载变化时定子电压稳定,采用改变电机转速或者机端电容的方法,本文以异步发电机带电阻性负载稳态运行时的等值电路为基础,推导了回路导纳方程,依据异步发电机稳态运行时回路导纳为零这一必要条件,选择回路导纳绝对值为目标函数,把端电压作为优化约束条件,利用坐标轮换法计算了不同负载下的保持机端电压值稳定的电容值和转速,并给出了不同负载时机端电容值与转速的关系曲线,说明异步发电机恒压运行时存在临界转速和临界电容,引入优化算法克服了传统方法计算繁琐且不能处理有约束问题的弱点,计算值与实验值的一致证明了方法的有效性。     

基于PSCAD的船用柴油发电机组仿真分析

船舶电力系统容量小,在受到较大扰动时,频率和电压不再保持为恒定,而是一个动态变化的过程。为了对船舶电力系统的过渡过程进行分析,本文利用PSCAD／EMTDC软件建立了柴油机及其调速系统以及发电机励磁系统的数学仿真模型,并对其各组成部分进行详细分析。最后利用分级突加突卸负载的方式对机组模型的正确性进行验证,指出通过对船舶电站同步发电机的励磁控制和柴油机的转速控制可以提高船舶电力系统稳定性。     

船舶电力系统中发电机控制负载有效性研究

船舶结构不断发展,其复杂性也越来越高,其中包括负载的复杂性。负载运行的电流、电压及功率都会对发电机产生一定的影响。本文通过研究电子负载的特性,选用双PWM变换器更为合理,通过控制电子元件的占空比大小,对实际负载进行模拟,建立PWM的数学模型,最后通过仿真平台对PWM变换器进行仿真验证,得出发电机对负载控制的有效性。     

船舶电压敏感型负载稳压设备电压补偿策略

为保证船舶电网电压波动时船舶电压敏感型负载工作的稳定性,根据动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)的结构和电压补偿策略,并结合船舶自身特点,提出无功功率补偿策略和有功功率补偿策略两种电压补偿策略。在负载端电压偏离额定值的情况下,前者通过施加在q轴上的负载电压闭环控制,使设备仅向系统提供无功功率即可恢复负载端电压,设备无需储能且经济性较好;对于无功功率补偿策略补偿能力有限的负载,则通过施加在d轴上的负载电压闭环控制,使设备既提供无功功率又提供有功功率,恢复负载端电压,适用于电压大范围变化的负载。两种策略均在MATLAB/Simulink环境下进行验证,仿真结果表明这两种方法均可在短时间内使负载端电压恢复至额定值。     

船舶发电机组的励磁系统模糊PID控制研究

本文针对励磁系统的经典PID算法需要被控对象的精确模型、在非线性系统中的性能不够理想这一缺点,分析了船舶柴油发电机组的控制。结合模糊控制和经典PID控制,设计同步发电机励磁系统的模糊PID控制器.模糊推理机的输入为船舶发电机端电压的偏差及其变化率经模糊化处理后的模糊量。在Matlab环境下进行仿真,结果表明模糊PID控制器使发电机的端电压更加稳定,具有较好的静态和动态性能。     

船舶岸电系统短路电流计算方法

船舶电力系统短路电流计算是船舶电气设计中的关键技术。针对船舶岸电系统与船载发电机短时并网运行转移负载的工况,分析国际电工委员会(International Electrotechnical Commission, IEC)推荐的不同短路电流计算标准的适用性,提出基于叠加原理的短路电流计算方法。以某典型船舶岸电系统为研究对象,明确其最大短路电流的计算步骤,提高岸电系统短路电流计算的准确性,为船舶电力系统和岸电系统的电流容量设计及保护装置选型提供设计依据。     

船舶脉冲负载柴油发电机运行可靠性研究

船舶航行的安全性和稳定性主要取决于船舶柴油发电机的运行可靠性。为了提高船舶在运行过程中的安全性,需要研究并分析柴油发电机的可靠性。为此,提出船舶脉冲负载柴油发电机运行可靠性研究方法,通过建立船舶脉冲负载柴油发电机的数学模型,获得柴油发电机的运行状态。以此为依据选取船舶脉冲负载柴油发电机运行的可靠性指标,通过核主成分分析方法结合上述可靠性指标建立发电机的状态子空间,提取发电机正常和当前状态下的状态子空间基矢量构成的主夹角,结合映射函数获得船舶脉冲负载柴油发电机的运行可靠性。实验结果表明,所提方法的状态检测精度和可靠性分析精度较高。     

美舰用交流发电机的电压调节器

电压调节器基本上是由控制元件和为维持发电机端电压恒定而产生发电机磁场电流变化的有关机械和电气的手段所组成的.当交流发电机采用电压调节器时,电压调节器及其辅助设备的功能是维持发电机端电压在规定的限度内,以及在并联运行的发电机之间进行无功电流的合适分配. 每台发电机备有一个电压调节器.在某些美舰用装置中,配电板上装有备用的电压传感(控制)元件和转换开关,以便在任何一个其他     

基于FPSO的船舶柴油发电机励磁系统控制

针对大功率船舶柴油发电机工况的复杂性、时变性以及非线性等特性,以及船舶运行负载的变化对发电机励磁系统的影响,借鉴粒子群优化算法能够很好地适应复杂系统参数的寻优的特性以及模糊控制对参数优化的精确性,使用粒子群优化算法对控制器的PID参数进行优化,再使用模糊PID算法以误差和误差变化率作为输入,PID参数的增量作为输出对粒子群优化算法优化出来的PID参数进行修正,构成船舶发电机模糊-粒子群优化(FPSO)励磁控制系统控制器。在Matlab/Simuink环境下进行了额定负载、增加50%额定负载和三相故障等工况的仿真实验。实验表明,端电压经过短暂的波动后能够快速的回归稳定,证明该方法能够很好地适应工况的改变。     

降低船舶电站短路电流有效方法的分析

将限流电抗器按《星形》线路接入电站电路或提高发电机的瞬变电抗,可以降低电压为400伏的船舶电站短路电流。这些方法的分析是在电机及电抗器各种参数组合下,采用短路瞬变过程许多曲线进行比较的方法获得。曲线是用数学模拟进行计算及实验取得。电站调节器及电机的微分方程、模型结构、调整及检查方法,以及研究的其他技术细节见[1,2]。下面研究发电机不同工况下短路电流值的某些计算结果。在ДГР-1500型柴油发电机(带1500瓩的发电机)与透平发电机(带3000瓩的发电机)并联时,在电机短路之前,其负载为额定     

船舶轴带BDFG并网控制及其锁相环

针对传统的控制方法下电机输出电压幅频不稳定的问题,提出一种无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Generator, BDFG)定子电压矢量控制的方法来改善发电机输出电压幅频的稳定性;为确保相位的一致,利用锁相环技术对电网电压相位进行监测来实现发电机电压相位跟踪控制,从而实现轴带无刷双馈电机与船舶电网并网运行。在MATLAB/Simulink中进行仿真试验,其结果表明:该控制方法对于改善无刷双馈电机输出电压的稳定性与相位跟踪具有一定的控制效果,并且能够实现轴带无刷双馈发电机与船舶电网并网运行。     

船用逆变器电流随动控制策略研究

针对船舶电力系统大负载、强耦合特点,结合陆上大电网并网逆变技术,提出逆变器电流随动控制策略,研究船舶多能源供电系统中逆变器与同步发电机并联供电技术。通过理论推导以及数学模型的建立并进行仿真,获得所提出控制策略的实现及参数的确定方法。研究结果表明,采用所提出控制策略的逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,具有稳定性高、动态特性好、供电质量优、发电机利用率高等优良性能。这种新型逆变器控制策略为新能源在船舶混合供电系统中的应用提供了新的研究思路,在船舶新能源逆变场合具有良好的应用前景。     

电力推进船舶供电单元建模与仿真

本文分析了电力推进船舶电力系统的特点,建立了带有PID调速系统的柴油发电机组仿真模型,同步发电机采用相复励励磁系统。针对电力推进船舶的电力系统特点,分析了电力系统常见的三相故障对同步发电机励磁电压和端电压的影响。     

有源滤波装置在船舶及海洋模块钻机中的应用

文章对RESINE有源滤波装置在BZ28-2S模块钻机投运前后的主要参数进行了分析对比。实际运行效果显示,RESINE有源滤波装置可明显改善变压器负载侧电流波形,降低电压和电流畸变率,提高系统的功率因数,提升变压器或发电机的带负载能力。对使用交流变频系统、直流系统的船舶海上模块钻机的电能质量改善具有实际指导意义和参考价值。     

船舶主配电板主开关合闸故障实例

船舶主配电板是船舶配电系统的核心部分,发电机的供电、并车、解列、负载分配等都在船舶主配电板上完成.船舶主配电板上的主开关在其中扮演着非常重要的角色,其将母排与发电机有效连接,将发电机所发出的电能分配到船舶的各个负载.本文介绍某例船舶主配电板上1号发电机主开关的合闸线圈故障及处理过程,供同人参考.     

含锂电池储能的船舶电力系统模型预测控制研究

由于船舶运行的特殊性和负载波动的复杂性,严重影响船舶电力系统的稳定性,因此引入了能量存储技术,降低电网的波动。根据发电机和锂电池的状态空间模型,建立了含锂电池储能的船舶电力系统,并提出了一种基于模型预测控制的船舶电力系统。在含有负载波动的情况下,使发电机和锂电池的输出能够稳定跟随负载的变化,从而满足负载的需求。并将整个系统在Matlab/Simulink中进行实例仿真,仿真结果表明,在模型预测控制下的船舶电力系统能够很好地满足负载波动需求,明显改善船舶电力系统的稳态性能,增强船舶电网的稳定性。