【摘要】：在民用和軍用船舶領域中,船舶電力推進系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景。電力推進系統(tǒng)中的直流母線是連接電力系統(tǒng)和推進系統(tǒng)的重要紐帶,推進系統(tǒng)的運行性能和電力系統(tǒng)的供電都受到直流母線電壓的穩(wěn)定性能的影響,因此對于直流母線電壓穩(wěn)定性的研究就顯得更為重要,本文研究了基于混合儲能裝置的直流母線電壓波動控制技術。首先分析了電力推進船舶的典型拓撲結構,建立了電力推進船舶主要電器單元的數(shù)學模型和仿真模型,包括發(fā)電機模塊、推進電動機模塊、螺旋槳模塊、儲能模塊。在建立的系統(tǒng)的基礎上,對推進系統(tǒng)的正反轉變換過程和突加脈沖負載過程進行了分析。然后,分析建立了磷酸鐵鋰電池RC模型和超級電容器等效模型。對參數(shù)進行了適當?shù)男拚?建立了仿真模型對磷酸鐵鋰電池和超級電容的特性進行了仿真分析。研究并構建了混合能系統(tǒng)的拓撲結構以及設計了基于超級電容SOC的協(xié)調(diào)控制策略,設計了混合儲能系統(tǒng)的能量管理流程,目標期望設計的混合儲能系統(tǒng)可以控制直流母線電壓的穩(wěn)定。根據(jù)選取的典型工況下的仿真波形,初步計算了混合儲能系統(tǒng)各部分的儲能容量。針對推進電機正反轉變換工況和突加脈沖負載工況,對電力進系統(tǒng)直流母線波動情況進行分析。最后,將混沌改進粒子群優(yōu)化算法應用于系統(tǒng)中,提出了一種優(yōu)化方法,目標完成對儲能系統(tǒng)容量的優(yōu)化配置。確定了儲能系統(tǒng)的約束條件,以儲能元件花費的總金額為目標函數(shù),優(yōu)化了磷酸鐵鋰電池和超級電容器的并聯(lián)和串聯(lián)陣列結構。并在仿真軟件中進行了仿真驗證。
【圖文】：

圖 2.7 相復勵交流無刷勵磁控制系統(tǒng)的結構框圖、自動調(diào)壓調(diào)節(jié)器和交流勵磁機等共同組成相復勵交流無刷勵磁控調(diào)壓調(diào)節(jié)器主要由電壓差單元、補償器、相位控制單元、整流單元，它主要依據(jù)電壓的偏差來調(diào)節(jié)十二相整流發(fā)電機的端電壓。相復以及功率因數(shù)調(diào)節(jié)十二相整流發(fā)電機的端電壓。兩者共同作用以保定。裝置是一個快速勵磁系統(tǒng)，故而其輸出電壓 Ur表達式如下所示：( )22- ( ) ( )1 1F Fr d q q dF FK KU u ki x u ki x A sT s T s= + + =+ +(將參考電壓和每一電壓比較，得到相應的電壓差△U：- /ref r stsb fdo a ffΔU = U U + U + U k U(遞函數(shù)為：11cccczsTU UsT+= Δ+(元和整流單元的主要作用是放大信號，可以使用一個一階慣性環(huán)

圖 3.9 超級電容等效模型示工作時產(chǎn)生的漏電流。cccesu (t)= u(t) i(t)×R0般忽略不計，式(2-63)中電dtduiCcc00= ×，充電時間與充電電流之tUiRiCNcesc ×=×0電壓，ic是超級電容器充電，端口電壓方程如式(3-4= ccitdtitC tut()(1()()0
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U664.14

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本文編號：2638635