基于大功率脉冲负载供电需求的综合电力系统仿真研究

配置大功率脉冲负载设备的船舶,大功率脉冲负载设备频繁的工作会对电网的电压、频率造成影响.该文基于实船电力系统的电站配置进行分析,根据大功率脉冲负载设备的使用工况,对供电方案进行分析,同时对大功率脉冲负载提出相应的负载特性方案;收集发电机组、大功率脉冲负载设备、电力推进设备的相关技术数据,按实际使用工况对大功率脉冲负载投入时电网的电压、频率和谐波含量等关键指标进行理论分析、计算和仿真,并据此提出相应的解决措施,保证电网内各用电设备正常工作.     

电力推进船舶功率计算模块的设计

随着电力推进技术的广泛应用,不同特性的电力负载在起动运行时对电网稳定造成一定冲击,引起电网电压不平衡,从而给负载功率需求计算带来困难。本文针对上述问题,依据软件锁相环设计了负载功率计算模块,并构建简化的船舶电网仿真模型,模拟负载在电网电压三相不平衡情况下功率计算,来验证功率计算模块的性能。结果表明该模块能够快速、准确地计算负载所需实际功率,为电力推进船舶能量管理功率控制策略提供精确数据。     

一种自动电站中的功率鉴别器电路

近年来,国内对船舶自动化的研制工作正在加紧进行,而船舶电站自动系统中,功率鉴别器又起了重要的作用,通过它电站实现了按功率增减机组和大负荷起动讯问。我们称按功率增减机组和大负荷起动讯问为“按功率原则运行”。具体地说,船舶电站按功率原则运行是指: (1)当外负荷增加到一定程度时,电网上发电机组显得不足,这时要求增加机组,于是启动备用机组,并投入电网运行。 (2)当外负荷降低到一定程度时,电网的能力显得过大,负载却过少,这时多余机组切除并停下。 (3)当有大功率用户(一般规定大于     

结合功率管理推力分配策略研究

由于动力定位对船舶的推进能力要求比较高,所以采用动态性能更好的电力推进方式已经成为了动力定位船舶的优先选择。对于电力推进船舶来说,推进器是其最大的负载,以起重船为研究对象,除了推进器以外,船上还有起重机和绞锚车等大功率负载。当船上其他大功率负载突然启动或者工作在风浪较大的环境时,会造成整个船舶电网功率波动较大,影响整个船舶电网的稳定性。文章提出自适应组合推力偏置结合功率管理分配方法,当船舶电网功率波动较大时,释放偏置的推力,降低整个船舶电网的功率波动,有助于增强电网的稳定性。     

脉冲负载对独立电力系统运行特性影响

脉冲负载工作模式复杂,对于容量和惯性有限的船舶电网等独立电力系统的冲击和影响较大。为研究脉冲负载下独立电网运行特性以及脉冲负载不同参数对独立电网运行特性影响,通过在Matlab/Simulink平台建立柴油发电机组-整流器-脉冲负载模型,在仿真的基础上研究分析脉冲负载峰值功率、占空比、周期以及前端滤波电容参数对电力系统动态特性的影响规律。本文算例结果表明,脉冲负载工作时会对独立电网引起电力系统各参数的周期性波动,且波动程度与脉冲负载的工作模式有关：当峰值功率增大时,柴油发电机组的调压效果受到影响而频率近乎不变;当占空比D=0.5时,电力系统电压波动最大;周期增大时对励磁调压系统的影响变大且频率受脉冲负载的影响变大;同时合理增大滤波电容可以平抑脉冲负载引起的功率冲击。     

电力推进系统功率限制控制策略在实船项目中的应用

采用电力推进的船舶中,推进系统是作为主要负载直接连接在船舶电网上,推进负荷的突变和电网结构的突变可能引起柴发机组过载、电网震荡甚至全船失电,此时船舶会面临失控的危险,甚至会倾覆,因此推进控制系统必须要与船舶电站进行协调控制,确保船舶电站的稳定和安全。本文针对以上存在的问题通过案例来引入功率限制的控制策略,并分析其实现过程和可行性,最后通过一些试验证明此方案确实可行。     

基于MATLAB的溢油回收船电力推进系统稳态和暂态压降仿真与分析

本文依据万吨级溢油回收船船舶电网设计要求构建满足系统要求的电力系统,并根据相关参数进行电压压降MATLAB仿真,研究和分析船舶电网日常使用和误操作启动大型负载对电网的冲击现象。仿真结果表明,无励磁启动大型负载时电网压降很明显,特别是在网功率不足时压降失真更严重,为避免引起保护开关误动作,需保证预充磁变压器正常投入运行。     

电网冲击电流对预充磁变压器的影响分析

船舶大功率推进器等设备在起动时具有较大的起动冲击电流,为了保证大功率设备在启动时,减小电网的波动、防止电站崩溃,因此给这些大型船舶推进器供电的变压器一般选用预充磁变压器;本文基于大型DP2船舶电力系统的特点,结合12,000t抬浮力半潜船在试航期间中压吊舱推进系统预充磁变压器出现的故障现象,进行深入的分析研究,找出问题的关键,为以后船舶电站的设计提供了借鉴经验。     

浅析“DC轮”电站的典型故障

<正>0引言船舶电站是船舶的重要组成部分,也是船舶电力系统的核心,它的可靠运行对船舶的安全至关重要。船舶电站由发电装置和配电装置组成,一般设置有3台同容量、同型号的发电机组,通常仅有1台或者2台发电机向电网供电。发电机转速的变化及负载的投入和切除都直接对电网频率、电压产生较大的波动,因此,船舶发电机组要有较高品质的调速和调压装置。除此     

船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究

为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统。根据实船系统建立船舶电力推进系统并进行仿真,分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性。仿真结果表明;2种控制策略都有很好的控制效果,在保证良好的调速性能同时,保持整个系统的稳定性,二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性。     

船舶电力推进系统VC与DTC调速控制策略建模与仿真研究

为研究不同永磁同步电机调速控制策略对船舶大功率推进电机调速性能的影响和在电力推进系统中的适用性,在推进电机及其螺旋桨负载数学模型的基础上,建立永磁同步电机矢量控制(VC)系统和直接转矩控制(DTC)系统.根据实船系统建立船舶电力推进系统并进行仿真,分析在船舶加速工况下2种控制策略的调速性能以及船舶电站的稳定性.仿真结果表明;2种控制策略都有很好的控制效果,在保证良好的调速性能同时,保持整个系统的稳定性,二者在船舶电力推进系统中都具有一定的适用性.     

船用全桥隔离DC/DC变换器的建模与控制

针对大功率脉冲负载在船舶领域中的应用为背景,对其中全桥隔离DC/DC变换器展开研究。本文基于最小回流功率的双重移相控制策略,通过分析双重移相控制下的软开关条件及其功率传输特性,建立了其动态小信号模型。最后通过Matlab/Simulink仿真实验对控制策略进行验证,实验结果表明了采用基于最小回流功率控制对提高变换器效率的有效性。     

从一起故障分析K-CHIEF700型船舶功率问询系统的运行逻辑

船舶电站在电力推进船舶的运营中占有非常重要的地位,而船舶电站相对于陆地电网容量较小,船用大型负载的启停容易对船舶电网的稳定性产生影响,因此船舶电力管理系统PMS的可靠性对船舶电网尤为重要. 某船是采用中压供电系统(6 600 V AC)的电力推进半潜船,通过ABB Unigear ZS1主开关控制系统与康士伯K-CHI...     

大功率异步电机起动对船舶电力系统的影响仿真分析

本文分析了某船舶电力系统的结构和组成,基于电力系统仿真软件PSCAD建立了该船的电力系统仿真模型。利用仿真模型分析了该船电力系统在大功率异步电动机起动冲击下的动态特性,仿真结果表明,在有限的船舶电力系统容量下,异步电动机起动会对电网产生较大的冲击,造成电网电压突降和频率波动,当异步电动机的功率增大到一定程度时,会导致电...     

基于自抗扰控制技术的船舶发电机励磁系统研究

船舶电网是一个容量有限的电源系统,突加突卸大功率负载会对其造成冲击,甚至引起船舶发电机输出电压不稳定,采用经典PID难以满足快速恢复发电机输出电压的功能要求。针对这一问题,提出一种基于自抗扰控制技术的新型励磁控制策略对其进行改进。介绍自抗扰控制器的原理,分析其控制性能较经典PID控制优异的原因,设计自抗扰控制器,在Simulink仿真平台上搭建励磁系统仿真模型,进行仿真实验,仿真结果表明在船舶电力系统突加突卸大功率负载后,新型励磁控制策略较经典PID控制具有更好的快速性和稳定性。     

含大功率脉冲性负荷的船舶供电系统设计及研究

脉冲性负荷是一种功率波动明显、频率切换频繁的负载,而船舶电力系统的容量和惯性较小,容易受到负荷波动的影响。本文首先根据雷达的种类、功率,及其运行特性和影响,将其进行分类并梳理出相应的解决思路,对功率波动周期和占空比都不确定的脉冲负荷雷达进行研究。由于柴油机的调速特性和发电机的调压特性都跟不上负荷频幅的波动,脉冲性负荷的工作会给船舶电力系统造成恶劣的影响,本文设计了一种含电容储能的脉冲性负荷供电系统,并完成储能电容参数的计算,结合柴油发电机组固有机械储能特性优化配置电容储能的容量。通过仿真验证了该供电系统在雷达多种典型工况下,直流母线电压的波动满足相关指标要求,网侧输入功率平滑稳定,且网侧电压谐波小于2%,满足负荷供电需求及舰船电网抗负载冲击的要求。研究结果对脉冲负载在舰船电力系统中的应用及其设计方面具有一定的指导意义和参考价值。     

建造大功率电力系统的途径

随着船舶的排水量及航速的增加、辅助推进设备及大型装卸货装置的应用,配备诸如空气调节装置等现代化装备及生活设施,船舶电站的功率不断大幅度增长(见附表)。在建造船舶时,不仅应该注意到电站的计划负载,而且还应该注意在今后10～20年内电站容量增加的实际可能性。只有这样才能避免电站过载及节省大量用于船舶现代化的费用。根据文献[1]的建议,靠增加电站数量来解决建造船舶大功率电力系统是不可能的,因     

基于飞轮储能的船用燃机直流微电网大功率负载响应特性

为充分利用飞轮储能对船舶直流微电网功率补偿的优势,弥补燃气轮机发电系统输出功率调节响应慢的不足,对船用燃机直流微电网大功率负载下的飞轮储能系统控制策略和电网响应特性进行研究。本文基于100 kW实装微型燃气轮机发电机组,建立了包括燃气轮机、发电机、飞轮储能系统的船舶直流微电网模型,并在有无飞轮储能系统的情况下,分别突加、突卸40%、60%、80%额定功率负载,详细分析不同负载模式下直流母线电压、发电机转速和飞轮转速的变化特性。结果表明,所提出的飞轮储能系统控制策略可以及时补偿大功率负载冲击下发电机和负载之间功率不平衡,防止母线电压和同步发电机转速波动过大,有效提升微型燃气轮机发电系统的电能质量和稳定性。     

基于虚拟同步发电机的船舶光伏并网逆变控制策略

在船舶电力系统中集成并网型太阳能光伏系统,当传统恒功率(PQ)控制策略光伏逆变器与船舶电站并联运行时,存在惯性小、阻尼低且不易实现光伏能量合理调度等问题。针对PQ控制策略存在的缺陷,提出一种基于虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)的光伏并网逆变控制策略,在控制算法中引入功-频下垂特性和虚拟转动惯量,使并网逆变器具有与同步发电机相似的输出下垂特性及惯性阻尼;利用PSCAD/EMTDC建立船舶光伏电-船电并网电力系统仿真模型,分别对PQ和VSG模式下的电网频率/电压波动、光伏并网逆变器和同步发电机组承担的有功功率/无功功率进行分析,研究系统参数的暂态变化。结果表明:采用VSG控制策略能有效抑制系统频率波动,实现光伏并网功率的自动调节,并显著提高电网的稳定性。     

现代船舶电力系统鲁棒性研究

随着船舶动力系统增加,系统负载与推进器的非线性因素增多,影响船舶电网传输的稳定性,需要对船舶电力系统负载鲁棒性进行研究,以控制系统稳定性。本文建立船舶发动机负载与推进器的非线性模型,研究负载功率、电流及电压之间的耦合关系,在分析了系统鲁棒性基础上提出了一种基于Hamilton函数的船舶电力系统控制策略,对系统负载与推进器的非线性因素进行控制,最后对提出的策略进行仿真,结果表明其对船舶电网传输的稳定性具有很好控制作用。