飞轮储能系统建模与仿真研究

为研究独立电力系统采用飞轮储能系统对大功率脉冲负载的供电性能,本文在分析了飞轮储能系统工作原理基础上,对飞轮储能系统建模与仿真开展了研究。采用了PSCAD/EMTDC软件搭建按照其实际组成搭建了SPWM控制的变流器及触发控制信号仿真模型,利用具有大转动惯量、小摩擦系数和小阻力转矩的负载模拟飞轮转子,建立了飞轮储能系统的全系统模型。通过对建立的模型进行仿真,给出了飞轮储能系统在储能状态、放能状态及两者之间的转换过渡时刻的转速、转矩、电流及母线直流电压响应曲线,深入分析表明,该仿真结果与理论完全一致,证明了飞轮储能负载的仿真模型是正确有效的。研究的相关结论可用于相关电力系统供电稳定性的仿真设计。     

舰船电力系统转换供电重投入的过渡过程研究

保证供电的连续性是对舰船电力系统的基本要求之一,本文针对影响舰船电力系统供电连续性的转换供电重投入问题展开了研究,依据舰船电力系统典型支路中源（同步发电机）及负载（以异步电动机为主）的运行状况,建立相应的同步发电机,异步电动机系统运行,故障重投入数学模型;在此基础上进行计算机仿真和实机试验,并对异步电动机转换供电重投入时间、重投入相位等冲击电流的影响作了分析研究,得出一些有指导意义的结论。     

大功率负载适配的船舶缓冲供电方法研究

为了提高大功率负载适配船舶电机输出控制的稳定性,需要进行船舶缓冲供电优化控制设计,提出一种基于模糊PID控制的大功率负载适配的船舶电机缓冲供电方法,建立船舶缓冲供电的驱动控制参量模型,采用功率激励和瞬时电流振荡性抑制方法进行船舶电机的大功率负载适配处理,结合模糊PID控制方法进行船舶电机缓冲供电的参量镇定性控制,实现船舶缓冲供电控制优化。仿真测试结果表明,采用该方法进行船舶电机的缓冲供电的功率负载适配性能较好,控制品质较好,船舶电机稳定性得到提升。     

波浪能供电航标转换效率的实验研究

采用可再生能源中的波浪能为航标供电,是解决航标供能的有效方式。本文以为航标供电的振荡水柱式波浪能发电装置为研究对象,开展不同工况及负载对振荡水柱式波浪能发电装置转换效率影响的研究,确定最高效率下波浪能装置的各类参数值。通过物理模型试验结果表明,获得的最佳效率点在T=2.5s时,H=104mm,转换效率最大为35%。振荡水柱式波浪能发电装置的能量转换效率受负载影响较小,受波浪要素中波高和周期的影响较大,特别是受波高周期比影响较大。本试验结果对优化振荡水柱式波浪能发电装置的方向提供指导意义,有助于进一步研究。     

船舶应急直流转交流电源设计

船舶在海面航行,会经常遭遇各种恶劣的天气和海况,从而导致船舶电力系统工作故障。为保证船舶的运行安全,以及保障船舶人员和财产安全,船舶都配备有应急供电装置。在发生突发状况时,船舶的供电系统发生故障,导致供电电源中断,应急电源发挥作用,向船舶上重要的负载进行短时供电。本文设计一种应急直流转交流电源,采用ZVS软开关全桥电路拓扑,将蓄电池中存储的直流电源转换为交流电源,实现了较高的转化效率。该电源采用双环PI控制系统,实现了较快的动态响应速度和较小的静态误差,可以适用于船舶的复杂应用场合。     

含脉冲负载的综合电力系统协同控制策略仿真研究

为保证船舶电站运行的可靠性和稳定性,提高降低电网供电品质,本文提出了一种实现大功率脉冲负载与变频推进负载协同控制的控制策略,可以在电站总功率不变的情况下协调脉冲负载和推进负载的功率分配,减轻大功率脉冲负载投入运行时所产生的电网功率冲击。利用matlab/simulink建立含大功率脉冲负载的某型船舶综合电力系统仿真模型,验证了该控制策略对于大功率脉冲负载投入运行时产生冲击的抑制效用。     

船载大功率特殊负载供电方案优化策略浅析

为完成更为复杂的特殊任务,越来越多的大功率电负载设备实现了装船。在解决此类负载的供电问题时,缓冲方案的选择至关重要。文章从船总体与大功率负载适配的角度,针对三种不同的缓冲供电方案进行讨论,并给出相关建议。     

浅析整流回馈单元在港口起重设备节能改造中的作用

重点介绍通过由IGBT功率元件制成的国产整流回馈单元,将港口起重机负载下降的势能转换为三相交流电并回馈给供电网的过程。该项技术可以将起重机供电系统的功率因数提高到接近1.0,经工程实例验证其节能效果显著,可为老港区供电系统改造、新港区供电工程设计和设备选型提供参考。     

基本的周期性脉动负载供电特性分析

针对基本的周期性脉动负载供电电路,采用分段平均方法,分析了串联式、并联式和混合式供电电路的特性。提出了脉动负载的等效电阻的概念,基于等效电阻,含脉动负载的非线性电路在满足一定条件下可以等效为一般的线性电路形式,并且针对三种基本电路形式,推导了周期平均电流和功率的计算公式,最后通过电路实验和仿真分析,对计算方法进行了验证。     

新型科考船发电系统控制策略研究

为解决船舶轴功率测量中非接触供电、高精度扭矩采集和无线数据传输的实时性、可靠性问题,设计一套测量系统。该系统为实现非接触供电设计了一套无线感应供电装置,为实现高精度扭矩测量采用了24位高精度和低噪声AD转换芯片CS5532,为保证数据传输的实时性和可靠性采用了2.4 GHz无线数据传输技术。此外,通过扭矩校准试验来验证该系统的测量精度,试验表明该系统达到设计要求,满足船舶轴功率测量需求。     

基于马尔可夫过程船舶电力系统可靠性仿真分析

船舶可靠性至关重要,该文采用马尔可夫过程,从接近实际情况出发,建立有别于以往的船舶发电系统的容量模型;从概率论出发,利用MATLAB,选择合适的模拟方法,模拟出电力负荷概率分布曲线,快速地建立负荷模型.创新性地应用电力不足概率法(LOLP)于船舶电力系统中,结合容量模型与负荷模型,得出船舶发电系统可靠性指标,为船舶发电机组的容量、台数以及预防性维修提供参考,有助于完善能量管理系统(PMS)功能,提高电力系统安全与经济运行水平.     

港口行业的用电特点及其治理措施

港口的用电负荷是典型的谐波及无功源,降低了电能的利用率。分析了港口电力负荷特点,提出了电能治理的方案。针对港口电力系统中的无功功率,可以采用用于动态无功补偿的TSC(晶闸管投切电容器,Thyristor Switched Capacitor),该装置效果良好,完全满足港口负荷的无功补偿要求,从根本上解决了传统无功补偿系统存在的问题。对于港口电力系统中的谐波电流可以采用APF(电力滤波器Active Power Filter),其补偿特性不受电网阻抗的影响,随着技术的不断发展,APF将大量应用于港口的谐波抑制。     

基于VICOR模块的船舶集控系统嵌入式单板机电源设计

根据某集控系统嵌入式单板机电源需求特点,基于VICOR电源模块完成了其电源电路优化设计,研制了样机,配机试用表明样机满足使用要求,设计方案合理可行。     

船舶微电网接入方式及匹配模式研究

本文研究了船舶微电网的接入方式和匹配模式问题。研究表明,陆地微电网的几种典型接入方式并不适用于船舶微电网,进而提出包含应急启动功能的船舶微电网初步解决方案;随后对与船舶微电网相匹配的主电网模式问题进行研究,通过建立综合评价指标,发现船舶微电网接入对馈线式电网模式的综合指标提升最为明显。     

港口船舶岸电供电技术的研究与应用

以绿色集装箱港口供电技术项目开发为对象,研究靠港船舶岸电变频供电技术,将我国港口电网50Hz交流电变换成适合于外国船舶60Hz交流电,并实现50Hz/60Hz双频供电。同时进行动态谐波补偿,解决向靠港船舶供电时对港口岸电电网的污染问题,满足船舶用电负荷突变要求。     

能量回馈型四象限电力电子负载在船舶电力系统动模试验中的应用

目前,随着船舶综合电力系统的发展,船用负载设备类型的增多导致目前交直流动模试验室无法真实模拟系统动态特性。为研究和分析能量回馈型四象限电力电子负载船舶电力系统动模试验的应用,本文通过分析四象限电力电子负载的拓扑结构和控制方式,在Matlab/Simulink仿真平台和动模试验室中分别进行了能量回馈型四象限电力电子负载相关功能试验。仿真和试验结果表明,能量回馈型四象限电力电子负载能够模拟不同类型的负载以及不同电压、功率等级的电源,并且在模拟负载时,能够将吸收的电能高效地反馈回电网,不仅可以提高工作效率,还能够起到节约电能的目的。     

基于自组织临界性理论的船舶电力系统脆性分析

该文建立了船舶电力系统的自组织临界性脆性模型,对船舶电力系统进行脆性分析,通过考察潮流动态来研究脆性发生的机理。该模型分为快动态过程和慢动态过程,前者为基于改进的直流潮流模型的船舶电力系统脆性模型算法,后者为船舶电力系统节点负荷和线路容量增长算法。仿真结果表明,船舶电力系统的脆性故障规模与发生次数在曲线的尾部都具有幂律特性,船舶电力系统脆性具有自组织临界性;同时,过载参数会影响船舶电力系统脆性的自组织临界性。     

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。     

新型电源结构下船舶综合电力系统区域配电网技术

随着船舶行业技术逐渐向高端化发展的趋势,综合电力系统技术作为未来清洁高效环保的发展方向日益被重视.船舶电力系统的电源、配网、用能3部分相互影响,用能日益提高,电源部分的高密度、大容量要求严格,多相设计是满足目前电源大容量需求的主要途径.分析当前常用的配网结构,直流区域配电网技术具有结构适宜、安全性高的特点.结合区域配电的思想,本文提出配电网区域邻接矩阵负荷管理办法,对电网多级负荷的运行状态、负荷计算、能量管理及其网络重构进行分析,对飞轮储能系统进行分析,相比传统的邻矩阵算法,分区管理思路能够减少计算量,辅助能量管理系统提高船舶的管理效率.     

无功功率补偿装置在港口供电系统中应用

简要介绍了目前港口供电系统中通常采用的无功功率补偿方式,从补偿装置的投切原理上阐述了“动态”无功补偿装置在港口这类具有冲击性负荷性质的供电系统中的有效性和实用性,同时强调在港口供电电网中应重视对高次谐波的治理。