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功率型储能改善船舶电力推进系统暂态特性研究
| 论文题名： | 功率型储能改善船舶电力推进系统暂态特性研究 |
| 关键词： | 船舶电力推进系统;超级电容储能;飞轮储能;暂态特性;能量交换 |
| 摘要： | 伴随海洋运输业的快速发展，当今船舶种类和数量不断增多，环境污染日益严重，人们对船舶自身特性提出了更多要求。在这种大背景下船舶电力推进系统以其高机动性、低污染等优点得到了快速发展。然而船舶在实际航行中会根据航行需求进行相应的加速与减速，而且考虑到海洋自然环境恶劣，船舶螺旋桨会因为大浪天气而出水，也会因为海水中的藻类等障碍物而受阻，这都将造成螺旋桨转矩的大幅度变动。船舶电力推进系统是一个容量有限且独立运行的电力系统，推进电机负载转矩的大范围波动会造成系统功率与电压的大幅波动，进而影响整个系统暂态特性。 为了解决上述问题，本文在船舶电力推进系统中引入超级电容储能与飞轮储能两种功率型储能，通过功率型储能平抑船舶电力推进系统短时大功率波动，改善整个系统暂态特性。 首先，根据储能系统安装位置和电网类型，确定了超级电容储能系统与飞轮储能系统具体结构，建立了适用于船舶电力推进系统的储能系统数学模型。并对船舶电力推进系统进行了完整的数学建模，利用Visual Studio2010和数据库软件通过编程将上述数学模型集成到船舶电力推进系统模块化仿真平台中。 其次，利用仿真平台进行不含储能船舶电力推进系统典型工况暂态仿真，通过研究仿真结果发现系统直流母线电压处于临界稳定状态，提出将功率型储能安装在推进侧直流母线上去提高系统直流母线电压暂态稳定性，进而改善整个系统暂态特性。 再次，根据无储能时系统仿真结果，分别设计了适合于本文船舶电力推进系统的超级电容储能系统及飞轮储能系统容量和参数。确定使用电压电流双闭环控制策略控制超级电容储能系统充放电，飞轮储能系统充放电采用恒功率控制策略。并为了后文对比分析，保持两种储能系统与船舶电力推进系统间能量交换控制策略一致。 最后，分别进行伴有超级电容储能系统与飞轮储能系统的船舶电力推进系统典型工况暂态仿真分析，仿真结果表明功率型储能可以明显改善船舶电力推进系统暂态特性，并对两种储能改善效果进行了对比分析。 |
| 作者： | 鲍鹏 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 兰海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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