遗传算法在新能源船舶电力系统优化与仿真中的应用

近年来,太阳能和风能等新能源在船舶领域有了比较广泛的应用,相对于传统的柴油动力能源,新能源具有环保、可持续等优点,合理开发和利用新能源,可以提高船舶电力系统的稳定性、可持续性。本文主要研究了新能源船舶电力系统的稳定性,引入了自适应遗传算法等先进技术,开发了新能源船舶电力系统的控制器,并对其稳定性进行仿真实验。     

基于参数灵活配置的虚拟同步发电机在船舶自主电力系统中的应用

随着全球能源危机和环境污染的不断加剧,绿色环保是船舶未来的发展方向,各国研究者都在积极探索新能源在船舶平台上的应用技术,以实现船舶节能减排的目标。文章针对具有船舶特质的电力系统因新能源融入造成的脆性源增加和系统惯量减少所导致系统容易失稳抗干扰能力差、多种分布式电源之间功率的协调分配等问题进行研究,提出在船舶多模式电站中可采用一种基于虚拟同步发电机原理的并网逆变器控制策略,因其具有类似同步发电机输出阻抗大、转动惯量大和功率按下垂特性分配的特点,适用于船舶电力系统这类自主电力系统;还设计了虚拟惯量和阻尼系数的自适应调节策略,充分利用VSG虚拟惯量和阻尼系数灵活可调的优势,在不同工况下有效解决新能源设备和负荷突变引起的频率和功率的波动;通过仿真验证该控制策略在船舶新能源技术中的可行性。     

风力助航船的风速监测技术

风力助航船作为一种新型船舶种类,可以利用海上丰富的风能资源补充自身动力系统,提高能源利用率。本文的研究重点是风力助航船的风速、风向监测技术,作为风力助航船的关键信号输入,风速和风向信息是船舶进行船帆控制的关键,因此提高海上风速、风向的监测水平十分重要。本文介绍风力助航船的风速监测原理,搭建风力助航船的风速监测平台,对平台原理和工作流程做了详细阐述。     

基于Matlab/Simulink船舶电力系统建模与仿真

为了提高船舶电力系统的可靠性和稳定性,保证船舶在各种状态下实现功率的最优化配置,利用模块化的建模方法,建立了柴油机及调速分系统模型、发电机及励磁分系统模型、同步发电机并车控制模块模型、发电机组控制模型。在Matlab/Simulink仿真环境中对船舶电力系统的典型运行工况、常见故障工况以及并车操作进行了仿真研究。仿真结果表明,所建立模型能比较准确地反映船舶电力系统实际运行的情况,同时可以避免在实船上进行工况试验和故障测试的高成本、高危险。其数据结果对船舶电力系统的设计、调试及控制方法的研究具有重要参考意义。     

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。     

面向海上风电工程的船舶助航系统设计与实现

为保障海上风力发电机及船舶通航安全,以海上风力发电机为实施载体,设计一种适宜于海上风电工程水域的船舶助航系统。该系统由警示灯模块、雷达应答器模块、AIS虚拟航标模块、颜色标绘模块、远程控制模块等组成。经实践应用表明,该系统可在远距离有效提醒船舶及时避让,特别是能提高夜间或能见度不良条件下船舶驾驶员识别海上风力发电机的能力,可为船舶避让预留充足的决策时间。与传统导助航设施相比,该系统能够多重融合、远近互补,具有较强的实用性和优异的警示性,可有效降低船舶碰撞海上风力发电机的概率。     

风力发电技术在舰船上的应用与研究

随着当前能源危机的日益严重以及环保压力的不断增加,新能源的开发和利用成为未来的重要发展方向。风能是一种清洁无污染的可再生能源,是一种理想的新能源形式,在很多应用场合得到了广泛的开发和利用。风力发电技术也在船舶上展开应用。本文对风力发电技术在船舶上的应用展开研究,对风力发电的几种方式和工作原理进行研究,在分析几种应用方式的基础上,重点对风光互补混合式发电系统进行研究,对其系统框架和参数设计进行分析和研究。风光互补发电系统可以作为船舶电力系统的重要补充,保障船舶系统供电的连续性、可靠性和稳定性。     

新能源之殇

新能源动力装置的推广对于我国船舶工业的发展而言既是机遇也是挑战。目前液化天然气(LNG)、生物柴油、海洋风能、太阳能、燃料电池等新能源技术已陆续开始应用于船舶推进,各类新能源动力装置也在不断完善。这些新能源普遍具有供应充足、低碳环保、价格适中的特点,不仅可以基本满足航运业对于能源的需求,还能够有效地减少船舶营运过程中的碳排放,     

具有电力系统稳定器的船舶发电机励磁设计

为改善船舶电力系统的稳定性能,提出了在具有自动电压调节器的船舶发电机励磁系统的基础上,加入电力系统稳定器的新方法.电力系统稳定器是通过进一步控制发电机励磁系统提高电力系统稳定性能.电力系统稳定器的信号输入采用了转速、频率或电功率,从而提高了系统的阻尼,这是一种提高小信号稳定性能行之有效的方法.通过对具有电力系统稳定器的船舶发电机励磁系统稳定性的分析和仿真,得到了比较满意的效果.     

船舶电力系统燃气轮机组双机并联运行建模与仿真

海洋船舶正朝着超大型方向发展,燃气轮机凭借其启动速度快,功率密度大等特点,正越来越多的被应用到船舶电力系统的发电系统中。同时由于全电船的出现,中压电力系统正逐渐成为大型海洋船舶电力系统的发展方向。由于电力推进船的电动机单机容量大于发电机单台容量,通常会使多台发电机并联运行,从而保证电站的可靠性以及使发电机运行在最佳状态。本文通过对以燃气轮机作为原动机的4.16k V船舶中压电力系统进行建模,同时对发电机组并车工况进行仿真。仿真实验验证了此系统模型的正确性,可以用于船舶中压电力系统运行工况的仿真和分析。     

风力发电机

风力发电机是由风机主体、支撑部件、风速控制装置、大风自动保护器及其配套部件发电机、电池等组成的风能利用装置。其技术性能如下:风机设计具有优化气动特性,风能利用系数70.03;     

大功率电力系统船舶的电气设计（上）

针对具有大功率电力系统的船舶,提出了一些富有新意的船舶电气设计思想和设计原则。介绍了中压电力系统主要设备特有的性能或结构,包括发电机、中压配电板、中性点接地电阻箱、中压电缆等。这些设计思想和原则具有普遍意义,可引伸应用于具有大功率电力系统的其他船舶的开发研究和工程设计。     

大功率电力系统船舶的电气设计(下)

针对具有大功率电力系统的船舶,提出了一些富有新意的船舶电气设计思想和设计原则。介绍了中压电力系统主要设备特有的性能或结构,包括发电机、中压配电板、中性点接地电阻箱、中压电缆等。这些设计思想和原则具有普遍意义,可引伸应用于具有大功率电力系统的其他船舶的开发研究和工程设计。     

无刷同步发电机励磁系统故障判断

船舶电站是船舶电力系统的心脏,熟悉船舶交流电站的工作原理和一定的工作经验是快速准确地判断无刷发电机故障并及时处理的必要条件．把大功率整流器作为发电机励磁系统故障的重点检查对象,可以起到事半功倍的效果,能更好地保证船舶的安全航行,提高运行效率．     

粒子群优化算法在船舶电力系统脆性最大崩溃路径中的仿真研究

电力系统是船舶的重要组成部分,主要由柴油发电机、配电网络、配电板和用电设备等组成,其平稳运行决定了船载用电设备的工作性能。船舶电力系统的结构复杂,工作环境恶劣,因此在内部和外部干扰下很容易发生系统的崩溃问题。本文针对船舶电力系统的脆性模型,结合粒子群优化算法,对船舶电力系统脆性最大崩溃路径进行仿真研究,对提高船舶电力系统安全性和稳定性具有重要的指导作用。     

新能源在船舶上的应用进展及展望

在阐述风能、太阳能、核能、生物质能和海洋能在船舶上的应用形式的基础上,对这些能源在船舶上的应用进展进行综述,并对这些新能源和清洁能源在船舶上的应用趋势进行展望,以期对船舶的节能减排工作的开展提供指导作用.     

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。     

不平衡负载下船舶电力系统故障诊断研究

电力系统的故障诊断可以保证船舶的正常工作,针对当前单一模型无法全面、准确对船舶电力系统故障进行诊断的难题,提出一种基于组合模型的船舶电力系统故障诊断模型。首先提取不平衡负载下船舶电力系统的信号,并提取状态特征,然后采用隐马尔科夫法对船舶电力系统故障进行初步诊断,采用支持向量机对船舶电力系统故障进行进一步诊断,以提高船舶电力系统故障诊断的准确性。最后进行船舶电力系统故障诊断的测试,测试结果表明,组合模型可以从多个角度对船舶电力系统的工作状态进行分析,船舶电力系统故障诊断率高,不仅有降低了船舶电力系统故障的错误诊断率,而且改善了船舶电力系统故障效率。     

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。     

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。