隨著全球能源危機與環(huán)境問題的日益嚴重,船舶營運過程中排放的有害氣體引起了廣泛關(guān)注,國際海事組織（IMO）及沿海國政府要求新造船舶必須滿足節(jié)能減排的要求。船舶推進系統(tǒng)是船舶的主要能耗單元,為船舶航行提供動力需求和安全保障,是船舶最為核心的組成部分。由于電力電子技術(shù)及新能源技術(shù)的發(fā)展,船舶推進系統(tǒng)正由單一的柴油機推進系統(tǒng)逐漸向混合動力推進系統(tǒng)方向發(fā)展。較以往船舶推進系統(tǒng)選型設(shè)計時只考慮最大功率匹配而不考慮環(huán)保性要求,柴電混合動力推進系統(tǒng)即能滿足船舶動力性需求,又能滿足船舶環(huán)保性需求,更有利于船舶智能化發(fā)展的需要。船舶推進系統(tǒng)方案選型評估,涉及眾多指標分析及多種評估方法的綜合使用,計算過程復雜,用編程語言VB.NET開發(fā)針對柴電混合動力推進系統(tǒng)的方案評估系統(tǒng)能夠大大提升工作效率。本文以科考船“浙漁科2”為研究對象,對比柴油機動力和電動力推進系統(tǒng),重點對動力性能、經(jīng)濟性能、環(huán)保性能等展開研究,突出柴電混合動力推進系統(tǒng)作為科考船推進系統(tǒng)的優(yōu)勢。（1）本文根據(jù)船舶推進系統(tǒng)特點運用MATLAB/Simulink分別搭建柴油機簡化模型、電機模型及四象限船槳運動模型。對柴油機驅(qū)動動力響應性能進行仿真,通... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【圖文】：

船舶推進系統(tǒng)船-機-槳能量傳遞圖

工作原理：柴油機和電動機可以聯(lián)合推進，亦可單獨推進。其中發(fā)電機/電動機是一臺交流異步電機，可以從電網(wǎng)吸收功率做電動機使用（Power Take In）為船舶航行提供動力，也可以從柴油機吸收功率做發(fā)電機使用（PowerTakeOff），將柴油機多余的功率轉(zhuǎn)化為電能儲存起來，提高燃油的利用率。優(yōu)點：發(fā)動機和螺旋槳直接采用機械連接，能量以機械能、扭矩的形式“硬合成”，保持了較高的能量利用率，且電機功率相對串聯(lián)系統(tǒng)比主機功率小很多，減小成本開支。缺點：柴油機與螺旋槳之間通過軸系連接，負載與原動機扭矩、轉(zhuǎn)速需要進行匹配，柴油機最佳工作點受到限制。柴電混合動力并聯(lián)式推進系統(tǒng)較串聯(lián)式推進系統(tǒng)能夠同時兼顧柴油機和電動機的優(yōu)點、能夠靈活多變的根據(jù)不同工況及時提供所需的動力形式，因此廣泛應用于現(xiàn)代船舶推進裝置中，主要有以下四種形式：（1）柴油機單獨運行 當混合動力船舶全速航行時，具有較大的功率需求時，有利于主柴油機運行于最佳工況點，主柴油機單獨驅(qū)動提供船舶航行所需的動力，圖 2-3 為柴油機單獨運行模式圖。電動機

圖 2-4 柴電混合動力推進系統(tǒng)電動機單獨運行模式圖（3）軸帶發(fā)電機模式運行（PTO） 當混合動力船舶穩(wěn)定運行，功率需求較小時，柴油機降功率運行，柴油機運行將偏離最佳工況點，此時運行效率降低，運行 PTO 模式能夠使柴油機始終運行在最佳工況點，提高柴油機的燃油利用率，圖 2-5 為 PTO 運行模式圖。柴油機發(fā)電機變頻器GG蓄電池配主板電圖 2-5 柴電混合動力推進系統(tǒng) PTO 運行模式圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]電力推進船舶EEDI計算方法研究[J]. 鄭海波.  自動化應用. 2017(10)
[2]船用蒸汽動力系統(tǒng)使用特性指標分析與評價[J]. 陳年豐,金家善.  裝備制造技術(shù). 2015(10)
[3]冰區(qū)航行船舶推進系統(tǒng)設(shè)計的若干考慮[J]. 孫文林,王超,康瑞,王國亮.  船舶工程. 2015(09)
[4]中國制造業(yè)的核心能力、功能定位與發(fā)展戰(zhàn)略——兼評《中國制造2025》[J]. 黃群慧,賀俊.  中國工業(yè)經(jīng)濟. 2015(06)
[5]基于Web的船舶動力裝置虛擬操作訓練系統(tǒng)[J]. 涂婉麗,徐軼群.  集美大學學報(自然科學版). 2015(02)
[6]混合動力電動船舶現(xiàn)狀及前景分析[J]. 付軍,甘世紅.  科技視界. 2015(08)
[7]某船主推進系統(tǒng)建模與仿真[J]. 韓冰,王釗.  中國航海. 2013(02)
[8]艦船動力裝置數(shù)字化設(shè)計研究[J]. 陳軍,張濤.  艦船電子工程. 2012(12)
[9]基于Visual Basic.NET的船舶動力裝置數(shù)字化設(shè)計[J]. 史斌杰,張維競,徐筱欣,車馳東.  中國造船. 2011(03)
[10]VC++與MATLAB混合編程的起重機動態(tài)特性仿真[J]. 范勤,馬宗雄.  武漢科技大學學報. 2011(01)

博士論文
[1]船舶柴電混合動力推進系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 肖能齊.武漢理工大學 2017
[2]風翼助航船舶主動力裝置特性研究[D]. 任洪瑩.大連海事大學 2012
[3]基于云模型和GIS/RS的壩堤潰決風險分析及災害損失評估研究[D]. 江迎.華中科技大學 2012

碩士論文
[1]液化天然氣船舶低速雙燃料發(fā)動機推進系統(tǒng)設(shè)計方法研究[D]. 阿丹姆.大連海事大學 2016
[2]柴電混合動力定位推進系統(tǒng)優(yōu)化控制研究[D]. 夏雨.大連海事大學 2016
[3]客滾船動力的選型研究[D]. 王統(tǒng)管.大連海事大學 2015
[4]內(nèi)河柴油-LNG雙燃料動力船舶風險分析[D]. 朱培培.江蘇科技大學 2015
[5]基于VB.NET的多功能三軸試驗儀測控系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)[D]. 孫浩.大連理工大學 2014
[6]船舶油電混合動力系統(tǒng)建模與仿真[D]. 席龍飛.上海交通大學 2014
[7]豪華游艇動力系統(tǒng)設(shè)計研究[D]. 李方正.武漢理工大學 2013
[8]船舶電力推進系統(tǒng)設(shè)計及選型軟件開發(fā)[D]. 李霞林.武漢理工大學 2013
[9]基于VB.NET的船舶軸系扭振計算軟件研究及實現(xiàn)[D]. 張馳.武漢理工大學 2012
[10]海洋捕撈漁船動力裝置節(jié)能減排技術(shù)研究[D]. 陳志明.華南理工大學 2012



本文編號：3539110