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多能源船舶微电网逆变器切换技术的研究
| 论文题名： | 多能源船舶微电网逆变器切换技术的研究 |
| 关键词： | 多能源船舶;微电网;逆变器;虚拟开关切换;下垂控制 |
| 摘要： | 随着电力电子技术、储能装置、太阳能发电技术的发展，新能源船舶在船舶行业的应用越来越广泛。由于太阳能发电的间歇性和船舶空间限制，仅依靠新能源发电难以满足船舶用电需求，采用柴油发电机与新能源相结合的多能源船舶成为未来新能源船舶发展的方向。 然而，船舶工作过程中的工况复杂多变，使船舶微网系统的供电模式变得多样化，如仅有新能源供电模式、新能源与柴油发电并联供电模式等。如何使新能源产生的不稳定直流电能转换为稳定的交流输出，并在不同供电模式下可靠切换，就对电能的逆变技术提出了更高的要求，也是微网技术在船舶上推广应用必须解决的关键问题之一。因此，本文以多种能源构成船舶微网系统为对象，针对不同供电模式下可靠切换的问题，在分析传统切换技术的不足的基础上，开展多能源船舶微网逆变器切换技术研究，以提高了逆变器切换技术的动态性能和安全性能，保证船舶微网系统在不同工况下可靠运行。主要工作如下: 1.收集国内外关于多能源船舶逆变器的研究资料，分析逆变器的拓扑结构、滤波器及相关调制技术，在此基础上建立多能源船舶逆变电源数学模型并搭建其仿真模型。 2.逆变器下垂控制技术分析与参数设计。针对所提出的船舶微网系统，在分析逆变器下垂控制原理及相关研究成果基础上，进行下垂控制的电压电流还以及功率环参数设计，建立仿真模型并对下垂控制参数设计的合理性进行分析验证。 3.结合船舶微网系统特点，在阐述现有双模式静态开关切换技术结构及控制策略基础上，分析其在船舶微网系统中无法平滑切换的原因并提出相应平滑切换的要求和标准，搭建仿真模型并对现有双模式静态开关切换技术无法满足多能源船舶微网系统的动态性能和安全性能进行分析验证。 4.根据上述分析研究结果，通过引入自饱和PI控制器改进下垂控制的功率环，提出基于改进式下垂控制的虚拟开关切换技术。建立所提出虚拟开关切换技术及船舶微网系统整体仿真模型，对虚拟开关切换技术和船舶微网在不同供电模式下自动切换的可行性进行仿真验证。 |
| 作者： | 刘先越 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 俞万能 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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