發(fā)布時(shí)間：2021-05-25 17:54

　　為解決傳統(tǒng)化石燃料如煤、石油、天然氣的過度使用所帶來的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題,用太陽能、風(fēng)能等新能源在一定程度上替代傳統(tǒng)化石能源是解決該問題的重要途徑,其中太陽能的應(yīng)用前景最為廣闊。船舶屬于大耗能設(shè)備,將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于船舶上既可以分擔(dān)柴油發(fā)電機(jī)組的部分發(fā)電任務(wù),又對(duì)實(shí)現(xiàn)船舶節(jié)能減排具有重要意義。然而,由于船舶航行受海況、天氣等不確定因素的影響,光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出會(huì)有很大波動(dòng),因此,需要對(duì)融入光伏發(fā)電系統(tǒng)的船舶電力系統(tǒng)進(jìn)行研究,給出影響船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的因素并加以分析和解決。本文以大型油輪（VLCC）為研究對(duì)象,總體采用模塊化思想,對(duì)融入太陽能船舶電力系統(tǒng)的各組成部分進(jìn)行建模和仿真分析。首先構(gòu)建以柴油發(fā)電機(jī)組為主的傳統(tǒng)船舶電力系統(tǒng)仿真模型,而后將光伏電力系統(tǒng)進(jìn)一步地分為光伏電池部分、儲(chǔ)能部分和并網(wǎng)逆變器三部分,并對(duì)每一部分進(jìn)行仿真研究。主要研究外界環(huán)境變化下對(duì)光伏系統(tǒng)組件最大功率點(diǎn)的追蹤問題、光伏發(fā)電系統(tǒng)融入船舶電力系統(tǒng)后對(duì)系統(tǒng)的影響,以及選擇最優(yōu)的儲(chǔ)能方式來平抑光伏系統(tǒng)的功率波動(dòng)優(yōu)化電能質(zhì)量。文中給出了適用于該太陽能船舶的光伏逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略,用來改善船舶上由于不平衡負(fù)... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 全球?qū)μ柲艽暗难芯颗c發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外光伏技術(shù)在船舶上的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)光伏技術(shù)在船舶上的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
第2章 融入太陽能的船舶電力系統(tǒng)建模與仿真
    2.1 目標(biāo)船型的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.2 船舶電力系統(tǒng)建模與仿真分析
        2.2.1 柴油機(jī)及其調(diào)速系統(tǒng)建模
        2.2.2 同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)建模
        2.2.3 船舶電力系統(tǒng)模型與仿真分析
    2.3 船舶光伏發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真分析
        2.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成
        2.3.2 光伏陣列仿真模型的建立
        2.3.3 MPPT控制器的設(shè)計(jì)
        2.3.4 基于Boost電路的MPPT控制及仿真
    2.4 接入光伏發(fā)電系統(tǒng)的船舶電力系統(tǒng)的仿真分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 儲(chǔ)能技術(shù)在船舶電力系統(tǒng)中的仿真研究
    3.1 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)
        3.1.1 超級(jí)電容的數(shù)學(xué)模型
        3.1.2 超級(jí)電容的仿真模型建立
    3.2 蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)
        3.2.1 蓄電池的數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 蓄電池的仿真模型建立
    3.3 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)
        3.3.1 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 充放電部分及其控制策略
        3.3.3 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)仿真模型建立
        3.3.4 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電過程分析
    3.4 三種儲(chǔ)能方式比較
    3.5 本章小結(jié)
第4章 船舶電力系統(tǒng)中三相四橋臂光伏逆變器研究
    4.1 三相四橋臂逆變器數(shù)學(xué)模型
        4.1.1 時(shí)域數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建
        4.1.2 拉氏域數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建
    4.2 三相不平衡負(fù)載穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電壓工況下不對(duì)稱抑制策略研究
        4.2.1 穩(wěn)態(tài)電壓工況下電壓電流雙閉環(huán)解耦控制
        4.2.2 穩(wěn)態(tài)電壓工況下對(duì)稱分量法
        4.2.3 穩(wěn)態(tài)電壓工況下逆變器控制整體框圖
        4.2.4 暫態(tài)電壓工況下負(fù)載電流擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的影響
        4.2.5 暫態(tài)電壓工況下動(dòng)態(tài)前饋控制器設(shè)計(jì)
    4.3 3D-SVPWM調(diào)制算法研究
        4.3.1 傳統(tǒng)2D-SVPWM調(diào)制策略
        4.3.2 3D-SVPWM的基本原理
        4.3.3 3D-SVPWM空間電壓矢量的選擇
        4.3.4 3D-SVPWM空間電壓矢量占空比計(jì)算及切換方法
    4.4 船舶供電系統(tǒng)的三相四橋臂逆變器應(yīng)用仿真研究
        4.4.1 船舶供電系統(tǒng)三相平衡的開環(huán)仿真研究
        4.4.2 船舶供電系統(tǒng)三相不平衡的開環(huán)仿真研究
        4.4.3 船舶供電系統(tǒng)三相不平衡的閉環(huán)仿真研究
        4.4.4 動(dòng)態(tài)前饋補(bǔ)償對(duì)逆變器控制的暫態(tài)響應(yīng)影響仿真研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于工程實(shí)際船舶電力系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證
    5.1 大型油輪電力系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方案
        5.1.1 光伏陣列設(shè)計(jì)
        5.1.2 并網(wǎng)逆變器的安裝方案
        5.1.3 結(jié)合工程實(shí)際的船舶電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖
        5.1.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制及條件
        5.1.5 功率分配原則
    5.2 實(shí)船工程設(shè)計(jì)方案的仿真驗(yàn)證
        5.2.0 船舶供電系統(tǒng)正常工況下并網(wǎng)仿真結(jié)果
        5.2.1 船舶供電三相電壓諧波分析
        5.2.2 船舶供電三相電流諧波分析
        5.2.3 船舶供電三相電壓幅值瞬態(tài)變化
        5.2.4 船舶供電三相電壓頻率瞬態(tài)變化
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于PSCAD的現(xiàn)代船舶電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真研究[D]. 李紀(jì)輝.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[2]船舶電力系統(tǒng)仿真與穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)[D]. 陸兵.江蘇科技大學(xué) 2013
[3]船用光伏發(fā)電系統(tǒng)布置優(yōu)化與電磁兼容研究[D]. 林杰.武漢理工大學(xué) 2012
[4]光伏系統(tǒng)不均勻光照下最大功率點(diǎn)跟蹤研究[D]. 雷蕾.重慶大學(xué) 2011
[5]太陽能光伏發(fā)電單相并網(wǎng)逆變器研究[D]. 李本元.山東科技大學(xué) 2010
[6]太陽能和風(fēng)能在船舶上的應(yīng)用分析[D]. 吳新憲.武漢理工大學(xué) 2010
[7]船用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及性能評(píng)估[D]. 孫玉偉.武漢理工大學(xué) 2010
[8]基于SPWM技術(shù)的測試電源的研究和設(shè)計(jì)[D]. 王建兵.太原理工大學(xué) 2008
[9]多晶硅太陽電池關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 杜忠明.云南師范大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3205761