【摘要】：隨著海面艦船對機(jī)動性、經(jīng)濟(jì)性、安靜性等方面要求的提高,艦船綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)運而生。全電力推進(jìn)艦船主機(jī)與所有負(fù)載以電氣結(jié)構(gòu)相連,負(fù)載的波動直接影響主機(jī)的工作特性乃至整船的運行穩(wěn)定性。高能武器的投入、大功率設(shè)備的起停、推進(jìn)系統(tǒng)的工況變化等等都有會造成瞬時的負(fù)荷突變,對艦船電網(wǎng)產(chǎn)生較大的沖擊負(fù)荷。而船舶電網(wǎng)是一個孤立運行并且容量小的電網(wǎng),相較于地面電網(wǎng)而言對負(fù)載擾動的敏感性更強(qiáng)。因此,為了保證艦船電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,對燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)速性能提出了更高的要求。本文首先在Matlab/Simulink平臺建立了包括燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)、電力變換模塊、典型的電力負(fù)載模塊(推進(jìn)系統(tǒng)、電磁軌道炮、以及日用負(fù)載)、以及船槳運動模塊在內(nèi)的完整艦船電力系統(tǒng)。然后對典型負(fù)載不同工作狀態(tài)下的功率特性進(jìn)行仿真和分析,如啟動過程、加速及減速過程、電磁軌道炮充電及彈射過程等。通過仿真分析對負(fù)載的擾動情況有了一定的認(rèn)識,為下一步燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的建立打下基礎(chǔ)。進(jìn)而分別分析對比了傳統(tǒng)的機(jī)械推進(jìn)及電站用燃?xì)廨啓C(jī)與用于全電推進(jìn)艦船燃?xì)廨啓C(jī)控制方式的異同,并建立了針對本文研究對象的燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)�；谠撓到y(tǒng)分別在不同的艦船電力負(fù)載擾動下進(jìn)行仿真,并觀察控制效果。通過仿真發(fā)現(xiàn),多數(shù)情況下該套控制策略調(diào)速性能良好,而對某些大負(fù)荷的擾動下恢復(fù)穩(wěn)定所需時間長,動態(tài)過程燃機(jī)轉(zhuǎn)速跌落大。因此從燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)角度引入了負(fù)載動態(tài)前饋及基于燃油量預(yù)估的前饋環(huán)節(jié),通過提前增加油量來平抑電網(wǎng)的波動;在物理結(jié)構(gòu)方面,增加了利用機(jī)電轉(zhuǎn)化關(guān)系的飛輪儲能裝置,并對其工作模式切換策略展開了研究。通過仿真發(fā)現(xiàn),加入這兩種手段后,負(fù)載擾動下船舶綜合電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性均有一定提升。
【圖文】：

(a) (b)圖 2-2 壓氣機(jī)流量特性曲線((a)圖為導(dǎo)葉角全開，(b)圖為導(dǎo)葉角全關(guān))此基礎(chǔ)上，根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及壓比，分別計算當(dāng)前時刻導(dǎo)葉角全開態(tài)下壓氣機(jī)的流量，再根據(jù)經(jīng)過控制后得到的導(dǎo)葉角開度進(jìn)行線到實際的壓氣機(jī)流量特性，該計算模塊如圖 2-3 所示。對于壓氣塊也采用類似的方式，在此不再贅述。

起動邏輯在MATLAB中的實現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U674.703

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本文編號：2690027