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船舶电力推进系统能量管理策略研究
| 论文题名： | 船舶电力推进系统能量管理策略研究 |
| 关键词： | 船舶电力推进系统;能量管理策略;模块化建模;仿真验证 |
| 摘要： | 船舶电力推进系统已成为国内外现代船舶动力装置的发展趋势。对产能及耗能装置进行统一调度、管理和控制的能量管理策略是船舶电力推进系统的关键技术之一，其性能优劣将直接影响船舶运行的经济性和安全性。因此，开展能量管理策略探究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文以中压直流船舶电力推进系统为研究对象，开展了能量管理策略相关研究，并进行了仿真验证。具体研究内容如下： (1)提出了船舶电力推进系统的配置方案，具有运行效率高、经济性好等特点；针对该配置方案，设计了低速、中速、高速的三种运行模式，较好地解决了船舶电力推进系统运行工况复杂性的问题；开展了能量管理系统机组调度、频率控制、电压控制、负载限制和重载访问等关键功能研究，为船舶电力推进系统能量管理策略研究提供技术基础。 (2)基于系统能量流动的特点，根据船机桨工况配合原理，以最大功率输出为目标，确定了三种运行模式的航速范围及机组切换的功率阈值；为了保证系统的经济性及可靠性，设计了低速运行模式“固定可用功率”能量管理策略，中、高速运行模式“固定负荷率”能量管理策略。 (3)针对船舶电力推进系统复杂化程度高的问题，采用模块化建模的思想，分别建立了柴油机和燃气轮机的原动机模型、整流发电机模型、电动机模型及船桨模型；并基于 MATLAB/Simulink软件搭建了船舶电力推进系统的整体仿真模型，为能量管理策略的验证提供了仿真平台。 (4)针对船舶电力推进系统的能量管理策略不同运行模式下的典型动态环节，分别开展了低速工况同容量柴油机发电机组、中速工况不同容量的柴燃发电机组和高速工况同容量的燃-燃发电机组三种运行模式的并网，解列，切换等动态过程仿真实验。仿真结果表明：本文提出的能量管理策略可实现机组管理的功能，调速率≤10％，稳定时间≤5s，满足《船舶电力推进系统技术条件》标准。 |
| 作者： | 李明 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 李淑英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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