基于反馈线性化的AFE变频器功率控制

提出了一种新的有源前端(Active Front End, AFE)变频器功率控制策略,仿真测试验证了基于该策略的AFE变频器具有交流侧电流畸变小、直流电压稳定、静态和动态性能好、能量可双向流动等优点。该策略基于多输入多输出非线性系统的反馈线性化理论和同步旋转坐标变换,将AFE变频器功率控制模型转化为线性、时不变的解耦系统,有利于控制系统的设计及实现。     

一种无变频器式舰船交流电力推进系统稳态特性分析

为提高舰船电力推进系统功率密度,降低振动噪声,提出了一种基于永磁同步电机的无变频器式舰船交流电力推进系统。该系统将永磁同步电机作为推进电机,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机通过电缆直连。通过原动机调速实现推进电机转速调节,通过发电机励磁调节实现推进电机电压调节。建立了该电力推进系统静态数学模型,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及推进电机负载转矩间的函数关系,分析了系统的静态稳定性条件,分析了不同转速工况下和电机参数匹配条件下各电气量随发电机励磁电流的变化规律。数字仿真结果验证了所建立的静态数学模型及理论分析结果的准确性。     

翻车机变频器和PLC控制系统升级改造

为解决神华黄骅港务有限责任公司一、二期翻车机系统变频器和PLC控制系统老化导致作业效率低下的问题,采用西门子S120系列变频器和罗克韦尔公司Logix5000系列可编程控制器对原有6SE70系列变频器和PLC5控制系统进行整体改造和升级。新的翻车机变频器采用模块化设计,整流单元采用双冗余结构,逆变单元采用"一拖一"结构,实现整流单元的互备功能和逆变单元的投/切功能。在翻车机主、从逆变单元的基础上增加1台逆变单元作为备用,定位车和推车机逆变单元采用非"主-从"控制模式,PLC控制系统采用基于以太网环形网络的拓扑结构。升级改造后,翻车机系统的稳定性、可靠性和运行效率都有较大提升,且模块化设计使系统维护更加简便。     

一种无变频器式舰船交流电力推进系统控制策略研究

为提高交流电力推进系统功率密度、降低成本,提出一种基于永磁推进电机的无变频器式交流电力推进系统。该系统取消了大功率变频器和减速齿轮箱,原动机与电励磁发电机直连,发电机与推进电机直连。通过控制原动机转速和发电机励磁电流实现对推进电机转速和系统运行状态的调节。建立了该电力推进系统的静态数学模型,提出了系统静态稳定性约束条件,推导了系统主要电气量与发电机励磁电流及负载转矩间的函数关系。为提高系统稳定裕度、提高推进效率及电机容量利用率,分别提出采用δ1+δ2=π/4、Isd2=0和cosθ=1三种控制策略,针对各控制策略和不同的电机参数匹配条件,推导了系统主要电气量与负载转矩间的函数关系。针对系统静态稳定性及各控制策略下系统运行特性开展了数字仿真研究,仿真结果验证了理论分析结果的准确性。     

蒸汽发生器水位控制系统的PLC与变频器实现

设计了一套基于PLC与变频器控制的蒸汽发生器水位控制系统,给出了实现该系统的PLC硬件组态和软件程序结构;系统中电动给水泵电机采用变频器实现变速,调节阀系由电机的正反转驱动;借助PLC的各个模块控制完成了上述诸功能。     

船舶发电机分散励磁鲁棒控制器设计

建立船舶柴油机发电机组的数学模型,明确了模型中各干扰项的物理意义,将发电机组数学模型线性化后,增广为广义受控系统,应用H∞控制理论,设计了船舶电力系统发电机的鲁棒分散励磁控制器,并应用线性矩阵不等式方法求解该控制器。在仿真试验中,比较了传统的电力系统稳定(PSS)控制器和分散励磁鲁棒控制器的控制效果,结果表明后者具有更好的抗干扰能力,提高了船舶电力系统的稳定性。     

船舶电气系统保护单元可靠性预计的修正方法

针对船舶电气系统保护单元的特点,提出对船舶电气系统保护单元进行可靠性预计研究,采用元器件的误动失效率代替元器件的通用失效率,即采用误动系数法修正传统元器件计数法的通用数学模型,提高系统可靠性预计的可信度。以船舶电站欠压保护单元的可靠性预计研究作为算例,计算出两种该欠压保护单元失效率的预计结果。研究结果表明:采用误动系数法,保护单元失效率仅为传统方法失效率预计结果的27.5%,基于误动系数法的保护单元可靠性预计是对传统元器件计数法的合理修正,对深入研究船舶电气系统可靠性建模工作提供更加有力的支撑。     

综合电力推进系统谐波分析的仿真计算

本文对电力推进系统的变频器输入端谐波进行了理论分析,在建立系统各设备数学模型的基础上构建了针对船用变频器输入端谐波分析的通用用户模型库,对2000方绞吸式挖泥船谐波进行仿真计算,仿真结果符合理论分析且均满足船舶电网谐波要求。     

潜艇电力推进系统负载特性的计算方法

该文在分析潜艇电力推进系统推进电机数学模型和各类工况下螺旋桨负载特性计算方法的基础上,提出了一种对电力推进系统负载特性分段线性化的处理方法,将线性化处理后的各段负载特性与推进电机的数学模型联立,即能获得潜艇电力推进系统各类过渡过程动态特性的计算方法。经某型潜艇设计中的应用结果表明,该方法具有较高的计算精度,且实用可行。     

基于3D打印的古船复原和重建数学模型研究

针对传统古船复原和重建数学模型存在复原度较低的问题,设计一种基于3D打印的古船复原和重建数学模型。根据古船木材所具备的特性与其结构模型的特点,在Ansys单元中选取4个单元对古船木材实施有限元分析。构建古船梁结构箱型模型对其多重板结构实施有限元分析,在模型中不设置龙骨与横舱壁等构件。根据古船材料有限元分析结果与结构有限元分析结果,基于3D打印对古船复原和重建数学模型进行构建。为了证明基于3D打印的古船复原和重建数学模型的复原度较高,将传统古船复原和重建数学模型与该模型进行对比实验,实验结果证明基于3D打印的古船复原和重建数学模型的复原度更高。     

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。     

一种适用于虚拟惯量优化控制研究的风电场等值建模方法

大型风电场的建模分析是研究风电参与电力系统频率调控的前提。风电场内机组众多且运行方式各异,根据风电机组的整体结构及虚拟惯量控制策略的基本原理,在直驱式风电机组单机详细模型的基础上进行简化,然后按典型风速将风电场内全部机组分为三群,同群机组采用聚合方法得到等值机组,从而形成最终的风电场多机并网等值模型。考虑风速扰动和负荷扰动两种情况,通过Matlab/Simulink软件对比校验所建模型,仿真结果显示了该建模方法的有效性。     

船舶综合电力系统的能量管理控制系统与全数字仿真研究

近年来,电能逐渐取代传统动力成为船舶的主要推进能源。作为船舶综合电力系统的核心部分之一,船舶综合电力系统的能量管理控制策略设计及其仿真研究得到越来越多的关注。首先,本文从经济性的角度,设计了船舶能量管理系统的控制策略;其次,本文引入储能单元,利用其灵活性强和响应速度快等优点并结合能量管理控制策略减小负荷波动对电网的影响;最后,为验证能量管理控制策略的功能与有效性,建立综合电力系统简化模型。仿真结果表明,采用本文提出的能量管理控制策略可以使机组运行在最佳油耗范围内,并且提出的简化仿真模型可以验证能量管理系统控制策略的功能。     

基于SIMULINK的开关磁阻电机调速系统的建模与仿真

提出一种在MATLAB/SIMULINK环境下建立开关磁阻电机模型的方法，其主电路可用SIMULINK库中的功率电子器件直接搭建，并用此模型对SRD系统的高、低速动态性能进行了仿真，结果表明此模型对实际SRD系统模拟效果很好，是研究SRD系统控制方法的一种有效的辅助手段。     

梯级电站日调节过程中非恒定流控制

对水电站下泄的非恒定流进行有效控制将极大地改善下游航道的通航水流条件,文中通过调整电站的泄流过程实现对非恒流的控制,以典型日调峰流量过程曲线为基础,建立了一种确定电站泄流过程的优化模型,此模型以实际泄流过程与调峰流量过程的偏差最小为目标,以水量平衡、发电、通航等为约束,并采用模式搜索方法对建立模型进行求解。将此模型应用于沅水清水塘—大潭梯级电站泄流决策过程,得到了满足通航且发电最优的电站日泄流曲线。     

数字分布式系统时间同步CAN总线协议研究

分布式控制系统的时间同步问题是一个令人关注的问题,本文提出了一种含时间向量的数据信息传输与处理的CAN总线顶层标准框架,可为全船现场单元提供一种时间向量的数据帧定义、同步和异步信息权限分配等实时标准顶层框架,本协议可用于舰船电力系统,为电能分布式实时控制奠定基础。     

某型船用汽轮机本体模块化建模和仿真

针对船用蒸汽动力装置的基本原理,以某型船用汽轮机本体为对象,利用模块化建模理论建立了一类具有通用性的动态数学模型,给出了其在各种运行工况下的仿真结果,并进行相应的分析.通过对模型加减速动态过程的研究,并将仿真试验的结果和几种典型工况下对象的静态、动态实测值对比,证明模型具有较好的静态精确度和动态相应特性;同时较好的模拟了机组的故障特性,满足了模拟器的实际需求,为动力装置故障诊断提供了依据.模型具有较强的通用性,通过参数化过程可以方便地移植到不同容量、不同类型的机组上,在电站及动力系统仿真方面具有较好的实用性和指导作用.     

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。     

永磁同步电机弱磁调速系统建模及仿真研究

如何提高永磁同步电机恒功率调速比的问题是当前研究的重点。本文在分析永磁同步电机（PMSM）数学模型的基础上,通过阐述弱磁调速的控制原理,提出了一种基于电流调节的PMSM定子磁链弱磁控制算法,有效地拓宽了恒功率调速比。并在Matlab／Simulink环境下,构建了永磁同步电机弱磁控制系统的速度和电流双闭环仿真模型。仿真结果证明了该控制系统模型的有效性,恒功率调速比达到了4：1,为永磁同步电机弱磁调速控制系统的设计和调试提供了理论基础。     

船舶光柴储交流微电网系统小信号的稳定性研究

针对容量有限、光储单元容量较低的中小功率船舶光柴储交流微电网系统的稳定性问题,提出基于光储逆变器的船舶光柴储交流微电网多级控制策略。建立由柴油发电机组模型、光储系统模型以及与网侧功率模型构成的船舶光柴储微电网系统的小信号模型,分析系统内控制参数对状态矩阵特征值的影响,获得船舶光柴储微电网系统的暂态稳定性,确定稳定域内控制器参数的选择范围。最终获得船舶电网电压和频率的仿真结果,为船舶光柴储微电网系统的稳定运行和控制参数的设计提供重要的理论基础。