我国舰船中压直流综合电力系统研究进展

  目的  为了抑制大功率脉冲性负载接入舰船中压直流（MVDC）电力系统时的母线电压大范围跌宕现象,同时将母线电压维持在安全裕度内,混合储能系统（HESS）成为解决此类问题的首选方案,而舰船MVDC系统的混合储能管理策略对HESS能量利用效率的影响很大。  方法  基于此,首先分别设计PI控制器和模糊逻辑控制器,用以预测HESS的参考功率,从而满足负载功率需求。然后,对比分析这2种控制方法,针对锂电池组和超级电容器组之间的能量不均衡问题,设计第2级模糊逻辑控制器进行功率再分配。最后,建立MVDC系统、HESS、恒功率负载和脉冲负载的Matlab/Simulink模型,开展仿真分析。  结果  仿真结果表明：模糊逻辑控制器和PI控制器能够根据MVDC的系统状态进行功率预测,且模糊逻辑控制策略优于PI控制策略;第2级模糊逻辑控制器能够根据锂电池组与超级电容器组之间的荷电状态,合理地进行功率再分配。  结论  舰船MVDC系统的混合能量管理策略可以维持系统的功率平衡,平滑抑制母线波动,从而提高系统稳定性和生存能力。     

我国舰船中压直流综合电力系统研究进展

  目的  针对舰船综合电力系统中的分布式混合储能系统（HESS）,为实现多个HESS之间的相对一致性,以及单个HESS内部超级电容储能与电池储能之间的合理功率分配,提出一种基于储能装置荷电状态（SOC）的多HESS协同控制方法。  方法  单个HESS的控制外环将采用下垂控制方法来实现功率的初始分配,而内环稳压控制则采用主从控制模式,以减少各HESS之间的通信需求。鉴于超级电容动态响应快,但容量偏小、电池储能容量较大的特点,在单个HESS内部,基于超级电容的SOC值计算电池的输出功率;在多个HESS之间,基于内部电池的SOC值计算每个HESS的充/放电总功率。  结果  通过PSCAD/EMTDC仿真,在舰船高能负载投切和随机波动工况下,验证了多HESS的放电响应特性。在充、放电模式变换工况下,母线电压波动处于2.5%的偏移允许范围之内;超级电容SOC控制在上限和下限之间,且基本维持了2个超级电容单元SOC的一致性;在充、放电模式下,锂电池均仅在超级电容受限时工作。  结论  在不依赖高、低通滤波单元的前提下,多混合储能协同控制方法具有较好的母线电压稳定能力和较强的鲁棒性。     

中压直流综合电力系统装舰关键工艺

舰船综合电力系统的装舰工艺有一定的特殊性。对中压直流综合电力系统进行研究,分析其安装中存在的工艺需求并针对性地给出解决措施和方法,为中压直流综合电力系统的装舰提供工艺基础。     

基于PLECS的船舶中压直流综合电力系统仿真研究

针对船舶中压直流综合电力系统,分析系统的结构和特性。给出船舶中压直流综合电力系统的机理模型,包括原动机、发电机、推进电机和四象限负载等。在PLECS软件中建立船舶中压直流综合电力系统的仿真模型,实现了系统起动、加速和突然倒车等正常和极端工况的数字仿真,仿真结果验证了本文所进行的数字仿真研究的正确性,能够为系统的早期设计提供仿真工具。     

基于PLECS的船舶中压直流综合电力系统仿真研究

针对船舶中压直流综合电力系统,分析系统的结构和特性。给出船舶中压直流综合电力系统的机理模型,包括原动机、发电机、推进电机和四象限负载等。在PLECS软件中建立船舶中压直流综合电力系统的仿真模型,实现了系统起动、加速和突然倒车等正常和极端工况的数字仿真,仿真结果验证了本文所进行的数字仿真研究的正确性,能够为系统的早期设计提供仿真工具。     

中压直流综合电力系统保护动模试验研究

本文主要介绍了中压直流综合电力系统保护动模试验的研究成果。为了研究中压直流综合电力系统保护策略和综合继电保护装置的保护参数的有效性,必须开展相应试验对保护策略进行验证。本文设计了中压直流综合电力系统保护动模试验方案,提出了保护动模试验方法。试验结果表明,中压直流综合电力系统保护动模试验可有效验证保护策略及综合继电保护装置的保护参数。     

中压直流综合电力系统燃油经济性调度策略

由于研究对象、运行要求和调控手段存在差异,陆用电力系统和传统船用电力系统的燃油经济性策略无法直接应用到中压直流综合电力系统中。针对中压直流综合电力系统的能量优化调控需求,建立综合电力系统燃油经济性调度模型,提出基于分层优化方法的系统燃油经济性调度优化算法,实现对整流发电机组出力的优化。同时,提出适用于中压直流综合电力系统燃油经济性优化调度的方法,实现对发电机出力的优化调度,并通过仿真试验验证该方法的有效性。     

中压直流综合电力系统燃油经济性调度策略研究

由于研究对象、运行要求及调控手段的差异,陆用电力系统与传统船用电力系统的燃油经济性策略无法直接应用于中压直流综合电力系统。针对中压直流综合电力系统能量优化调控需求,建立了综合电力系统燃油经济性调度模型,提出了基于分层优化方法的系统燃油经济性调度优化算法,实现了对整流发电机组出力的优化,同时提出了适用于中压直流综合电力系统燃油经济性优化调度实现方法,实现了发电机出力的优化调度,并通过仿真试验验证了所提出方法的有效性。     

舰船中压电力系统标准规范研究

本文介绍了舰船中压电力系统标准规范的国内外发展现状,分析了相关标准对我国舰船中压电力系统的适用性,提出了标准需求及建设建议。     

舰船综合电力系统有源直流滤波器浅述

本文介绍了舰船综合电力系统技术的发展,针对直流配电系统的谐波问题,引入了有源直流滤波器.对有源直流滤波器的组成、结构和检测进行了分析比较,论述了有源直流滤波器的优点.     

我国舰船中压直流综合电力系统研究进展

  目的  某舰通信设备的供电电源不能保持在一个稳定的范围内,因此需要一个装置来将其不稳定的电压转化为稳定在200~230 V的供电电压。  方法  研究设计利用晶闸管组成H桥与3个补偿变压器配合构成的一种电力电子稳压电源,借助主控板（ARM）实时采集电源的输入和输出电压、输出电流及冷板温度等关键参数,按照既定的跟踪、补偿策略和装置安全运行的保护措施,实现电源的智能化自动调压功能。  结果  分析和实验表明,该电源能够安全、高效和可靠运行,确保该舰用通信设备的电源能够稳定、安全供电。  结论  研究结果可对稳压电源的智能化以及简化研究提供参考。     

我国舰船中压直流综合电力系统研究进展

  目的  为了突破特殊负载上舰的供电保障性问题,对特殊负载脉冲电源的储能方式和拓扑设计进行研究。  方法  以某特殊负载的电气参数和供电需求为例,采用储能密度较大的电容-电感混合储能方式,通过拓扑设计,将传统的电压源型斩波电路改造成电流源型电路,利用电力电子器件和续流回路来控制存储于电感中的能量,从而满足特殊负载脉冲电流快速性的要求。通过电阻-电容-二极管（RCD）缓冲电路吸收主电路中的漏感,以减小主开关的关断尖峰电压。  结果  仿真和试验的结果一致,表明通过参数设计的电源拓扑可成功输出幅值为1 kA、频率为1~6 kHz、上升/下降时间均在100 μs以内、占空比为20%~50%的脉冲电流。  结论  基于电容-电感混合储能的电流型脉冲电源,通过合适的参数设计配置,可以解决频率千赫兹级、幅值千安级脉冲电流的供电保障性问题。     

中压舰船电力系统分布电容估计

系统分布电容大小是决定接地方式及接地装置参数的重要因素,本文通过计算发电机、变压器、母排 及电缆的分布电容经验公式,得到了无中压负载舰船的分布电容大小,为接地方式的确定提供技术依据.     

舰船综合电力系统直流区域配电实验研究

本文介绍了直流区域配电实验平台基本情况,列出了已开展的实验项目,给出了部分实验结果。     

MMC在船舶中压直流电力系统中的应用

随着船舶自动化程度的不断提高,船载电力设备的数量和功率也在不断增加,一方面提高了船舶的运行质量,另一方面也对船舶电力系统的性能提出了更高的要求。为了满足日益增大的电力功率需求,传统的船舶低压电力系统逐渐被中压直流电力系统所取代。中压直流电力系统具有稳定性高、输电损耗小等优点,目前获得了较广泛的应用。本文针对船舶中压直流电力系统的变流与功率优化问题,开发了一种基于MMC多电平换流器的船舶中压直流电力控制系统,并详细介绍了中压直流电力系统和MMC多电平换流器拓扑结构的原理,具有重要的意义。     

舰船中压直流综合电力推进系统稳态分析研究

本文对舰船中压直流综合电力推进系统进行稳态分析。首先,根据舰船中压直流综合电力系统基本特点,选定直流分层前推回代法作为基本方法加以改进;同时,提出了适用于该方法的支路计算等效模型,并将上述思想进行程序实现。通过算例分析结果可知,论文所提出的基于直流分层前推回代法的潮流计算方法,能够适用于舰船中压直流综合电力推进系统。     

中压直流船舶电力系统MMC的参数研究

在中压直流船舶综合电力系统中,换流器是其关键组成部分,但随着船舶电力系统电压等级的提升,传统换流器已经不能满足系统的需求。模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC）作为一种新型换流器,可以代替传统换流器。首先对MMC的原理进行介绍,结合中压直流船舶电力系统的参数设计合适的MMC,并从子模块的电容电压波动、系统有功功率响应时间、抑制系统谐振和抑制系统内部环流4个方面对子模块电容和桥臂电感值进行选取,最后经过Matlab/Simulink仿真验证方案的可行性。     

舰船中压电力系统接地方式研究

根据舰船电力系统特殊性,给出最适合舰船中压电力系统的两种接地方式,并分析两种接地方式的优缺点,通过计算得出两种接地方式在舰船上适用的范围,为接地装置在舰船上的应用提供参考依据.     

自阻型MMC整流器在船舶中压直流电力系统中的应用

针对半桥型模块化多电平换流器（MMC）不具备处理直流故障的能力,采用一种自阻型子模块结构的MMC作为整流器,并在船舶中压直流（MVDC）电力系统中应用。搭建基于MMC的船舶MVDC环形电力系统模型,采用双闭环解耦控制、载波移相调制、子模块电容电压平衡和环流抑制综合控制策略;在Matlab/Simulink环境中,对其进行仿真验证。仿真结果表明,该综合控制策略可行。自阻型MMC的整流器可为船舶MVDC电力系统提供良好的稳态性能、动态性能和直流故障处理能力,可为船舶MVDC电力系统的进一步研究奠定基础。     

谈水面舰船直流电力系统设计改进

本文针对水面舰船直流电力系统的现状,探讨了水面舰船直流电力系统设计改进方法及意义.