【摘要】：隨著全球航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展,港口的吞吐量迅速增長(zhǎng),靠港船舶對(duì)港口的空氣污染也越來(lái)越嚴(yán)重,世界各港口國(guó)家開(kāi)始更加重視港區(qū)的環(huán)境保護(hù),因而對(duì)靠港船舶停用自帶發(fā)電機(jī)而使用無(wú)污染的岸電電源供電的呼聲日益增加�，F(xiàn)有岸電電源由于大都不涉及變頻問(wèn)題,只能為單一頻率的船舶供電,因而限制了其使用范圍。本文依托所參與的實(shí)際工程項(xiàng)目研究了能夠輸出50/60Hz雙頻率岸電變流器的控制策略,主要完成了以下研究工作：(1)分析了港口使用船舶岸電技術(shù)的實(shí)際意義、岸電系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)及其常用的幾種供電模式,掌握了岸電變流器控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀。(2)設(shè)計(jì)了岸電變流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),推導(dǎo)并建立了岸電變流器在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)坐標(biāo)變換建立了岸電變流器在兩相靜止和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。(3)設(shè)計(jì)了岸電變流器整流側(cè)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的定直流電壓定無(wú)功電流控制策略,設(shè)計(jì)了岸電變流器逆變側(cè)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的定50/60Hz交流電壓控制策略,詳細(xì)推導(dǎo)了SVPWM控制算法。(4)利用PSCAD仿真軟件搭建了岸電變流器系統(tǒng)模型,利用所設(shè)計(jì)的控制策略對(duì)岸電變流器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下的基本控制功能和動(dòng)態(tài)運(yùn)行工況分別進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制策略的有效性。(5)在理論分析和仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,參與研制了一臺(tái)IMVA岸電變流器樣機(jī),介紹了樣機(jī)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、保護(hù)功能原理、DSP控制板的控制功能和上位機(jī)觸摸界面功能設(shè)置。搭建了岸電變流器樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了岸電變流器樣機(jī)的部分控制保護(hù)功能實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出樣機(jī)系統(tǒng)良好的控制性能,驗(yàn)證了理論分析和算法仿真的有效性。
[Abstract]:With the development of the global shipping industry, the port throughput is increasing rapidly, and the air pollution caused by the port ships is becoming more and more serious. The port countries in the world begin to pay more attention to the environmental protection of the port area. Therefore, there is a growing demand for the use of non-pollution onshore power supply for ships to stop using their own generators. The existing shore power supply can only supply power to the ship with a single frequency because most of them are not involved in frequency conversion, which limits its scope of use. Based on the actual engineering project, this paper studies the control strategy of the dual-frequency 50/60Hz converter. The main research work is as follows: (1) the practical significance of using the ship-shore power technology in the port is analyzed. The general structure of onshore power system and several common power supply modes have been grasped. (2) the topology structure of onshore converter has been designed. The mathematical model of onshore converter in three-phase stationary coordinate system is derived and established. The mathematical model of the shore electric converter in the two phase static and two phase rotating coordinate system is established by coordinate transformation. (3) the constant DC voltage and constant reactive current control strategy of the rectifier side of the shore electric converter in the two phase rotating coordinate system is designed. In this paper, the constant 50/60Hz AC voltage control strategy on the inverter side of the shore power converter in two phase rotating coordinate system is designed, and the SVPWM control algorithm is deduced in detail. (4) the system model of the shore electric converter is built by using the PSCAD simulation software. Using the designed control strategy, the basic control function and the dynamic operation condition of the shore electric converter under steady operation condition are simulated, respectively. The simulation results verify the effectiveness of the designed control strategy. (5) based on the theoretical analysis and simulation verification, a prototype of the IMVA shore converter is developed, and the overall structure of the prototype control system and the principle of the protection function are introduced. DSP control board control function and PC touch interface function settings. The experimental platform of the prototype of the onshore converter is built, and the experiment of partial control and protection function of the prototype is completed. The experimental results show that the prototype system has good control performance, and the validity of the theoretical analysis and algorithm simulation is verified.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U653.95

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本文編號(hào)：2423163