【摘要】：郵輪綜合電網(wǎng)是郵輪的重要組成部分,對保障郵輪運行過程中連續(xù)可靠供電、設備的正常運行、電能質(zhì)量的提高至關重要。隨著郵輪規(guī)模逐漸擴張,郵輪綜合電網(wǎng)的電站和推進電機容量不斷增大,供配電系統(tǒng)的管理、控制及自動化水平越來越高。同時推進負載是占據(jù)大部分電站容量的重要負荷,當其運行狀態(tài)發(fā)生改變時,會造成功率與電壓的大幅度波動,影響郵輪電網(wǎng)的穩(wěn)定性及電能質(zhì)量。因此仿真分析郵輪綜合電網(wǎng)在工況變化時的運行特性是極其重要的。針對上述問題,本文在郵輪綜合電力推進系統(tǒng)中引入由超級電容與蓄電池組成的混合儲能系統(tǒng),通過能量型與功率型儲能元件充放電平抑郵輪綜合電網(wǎng)的功率波動,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性與電能質(zhì)量。首先,依據(jù)郵輪各部分元件實際運行原理,針對性建立從發(fā)電端到負載推進端的郵輪綜合電力推進系統(tǒng)數(shù)學模型庫,并研究超級電容和蓄電池的工作原理,確定出適用于郵輪綜合電力推進系統(tǒng)的混合儲能系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)。利用Visual Studio 2010和數(shù)據(jù)庫軟件通過C++語言編程將數(shù)學模型集成到郵輪綜合電力推進系統(tǒng)模塊化仿真平臺,為仿真分析郵輪綜合電力推進系統(tǒng)實際運行特性奠定基礎。其次,搭建出郵輪綜合電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),對郵輪綜合電力推進系統(tǒng)進行三種典型工況、推進負載大擾動和三相短路故障三種運行狀態(tài)的仿真分析,發(fā)現(xiàn)直流母線電壓存在的不穩(wěn)定問題,提出引入混合儲能系統(tǒng)在后端削弱波動帶來的影響,提高直流母線電壓穩(wěn)定性,改善系統(tǒng)性能指標。第三,依據(jù)郵輪綜合電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)確定混合儲能系統(tǒng)的安裝位置,并對混合儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行設計,同時考慮儲能元件的能量互補特性,采用低通濾波方式進行功率分配,結(jié)合模糊PI充放電控制策略,實現(xiàn)混合儲能系統(tǒng)精確高效的能量管理。最后,進行帶有混合儲能的郵輪綜合電力推進系統(tǒng)典型工況、推進負載大擾動和三相短路故障仿真,結(jié)果表明混合儲能系統(tǒng)可以明顯改善三種工況下直流母線電壓穩(wěn)定性,且效果優(yōu)于采用常規(guī)算法的單一電容儲能方式。
【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】：U665.1
【圖文】：

圖 2.1 柴油機及調(diào)速系統(tǒng)原理圖下面給出柴油機及調(diào)速系統(tǒng)各部分的實用數(shù)學模型：（1）測速裝置測速反饋裝置功能是實時采集柴油機飛輪轉(zhuǎn)速，內(nèi)部傳感器將速度信號轉(zhuǎn)換為容別和計算的電壓信號，轉(zhuǎn)速給定的電壓與反饋信號的差值輸入給PID控制器。測速的數(shù)學傳遞函數(shù)為：1 1( )( )= =fU sG Kn s（2-1（2）驅(qū)動機構(gòu)及執(zhí)行器PID控制器通過運算把轉(zhuǎn)速給定電壓與反饋電壓的差值轉(zhuǎn)化為控制信號輸入給驅(qū)構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)及執(zhí)行器將控制電信號轉(zhuǎn)換為柴油機調(diào)節(jié)的油門機械信號，控制噴油大小。柴油機的驅(qū)動器和執(zhí)行器在自動控制原理中通常為一階慣性環(huán)節(jié)，其傳遞函以表示為：22( )= =+L s KG（2-2

柴油機及其調(diào)速系統(tǒng)模型

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本文編號：2742317