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基于PLC的多能源船舶能量管理系统研发
| 论文题名： | 基于PLC的多能源船舶能量管理系统研发 |
| 关键词： | 混合动力;游览船舶;能量管理 |
| 摘要： | 随着水上旅游经济的发展，游览船舶需求量不断增加。但传统的游览船舶会产生日益突出的环境和污染问题，对水域生态造成一定的破坏，不利于可持续发展。结合新能源应用技术和电力推进技术是解决该问题的一种有效方法。随着光伏发电技术的越来越成熟，太阳能在新能源船舶上应用受到越来越多的关注，同时，太阳能存在能量分散，能量密度低、受天气、气候影响大、能量输出不稳定、效率偏低等明显缺点，使纯太阳能的船舶续航能力不足，往往不能满足船舶的航行要求。结合传统柴油发电机组，采用太阳能、锂电池等新能源构成的混合动力船舶，不仅可以充分发挥太阳能的优势，又可以弥补续航不足的缺点，但如何解决混合能源电力系统的稳定运行、节能效果和续航能力的之间的矛盾就成了混合动力船舶推广应用的关键技术问题。 因此，本文针对有柴油发电机、太阳能和锂电池组成的船舶多能源电力系统，借鉴国内外新能源船舶的研究成果，结合多能源船舶的特点，在福建省科技重点项目“新型多能源船舶电站关键技术研发”和相关企业课题的支持下，研发一类混合动力游览船舶的电力系统架构、能源分配管理等关键技术并在实船应用。具体内容如下: 1、分析国内外新能源船舶的发展现状，针对纯太阳能游览船舶续航性的不足，根据各个能量源的特点及船舶设计要求，提出混合动力游览船舶的整船电力系统架构。 2、通讯系统与监控系统设计。采用CAN总线技术与工业以太网技术，实现PLC与电池管理系统以及PLC与监控系统的通讯，稳定、可靠。两种总线技术将整个系统的数据信息连成一体的同时，提供了丰富的接口便于进行设备扩展。整船监控系统可以实时监测各个设备的参数信息及运行状况，提高船舶的自动化水平。 3、研发基于PLC的多能源混合动力游览船舶能量管理系统，根据游览船舶的设计要求，提出基于不同工况的能量管理控制策略。利用MATLAB建立仿真模型，模拟混合动力游览船舶在不同工况下的能量分配，分析系统方案的可行性。在理论研究可行的基础上，进行能量管理开发。 4、将研发的混合动力游览船舶能量管理系统运用到实船中，通过实船测试表明本系统可以有效的管理各个能量源，在保证游览船舶航行的同时做到了太阳能利用率的最大化，符合预期目标。 |
| 作者： | 纪厚芝 |
| 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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