【摘要】：目前環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重,傳統(tǒng)船舶在航行過程中產(chǎn)生的油污廢氣給景區(qū)湖泊帶來了很大的影響,各種化石能源緊缺問題也逐漸顯現(xiàn),因此,能夠取代這些傳統(tǒng)能源的新能源船舶就成了研究的重點。電動船作為新能源船舶之一,與傳統(tǒng)船舶相比有無污染、控制簡單、結(jié)構(gòu)簡便等優(yōu)點。玻璃鋼電動觀光船作為中小型玻璃鋼電動船中具有一定代表性的船舶,適合作為具體研究對象。玻璃鋼電動觀光船由于自身工作特點,需要經(jīng)常制動,所以船用微網(wǎng)系統(tǒng)需要能夠抗干擾,在負(fù)載突變時迅速穩(wěn)定,為提高船舶續(xù)航能力需要,對船舶推進系統(tǒng)需要進行構(gòu)建與設(shè)計,以實現(xiàn)船舶長久續(xù)航。因此,本文在相關(guān)課題的基礎(chǔ)上,針對綠色環(huán)保的玻璃鋼電動觀光船,研究中小型玻璃鋼電動觀光船的動力系統(tǒng)設(shè)計。分析國內(nèi)外電動船舶的發(fā)展,研究各種動力電池在船舶上的應(yīng)用,對比傳統(tǒng)柴油機驅(qū)動船舶的優(yōu)缺點,得出玻璃鋼電動船的應(yīng)用優(yōu)勢,選用磷酸鐵鋰電池作為動力驅(qū)動電池,根據(jù)玻璃鋼電動觀光船壓載要求選用分布式電池管理結(jié)構(gòu)并選擇合適的電池管理系統(tǒng)。根據(jù)玻璃鋼電動觀光船的動力特點,設(shè)計合適的電池組和DC-DC控制器組成的電池系統(tǒng);根據(jù)船舶航行要求,設(shè)計抗干擾的船舶電網(wǎng)系統(tǒng)。玻璃鋼電動觀光船工作過程中經(jīng)常需要進行制動,為減輕制動產(chǎn)生的損害以及提高船舶續(xù)航能力,設(shè)計電力推進系統(tǒng)制動能量回饋系統(tǒng),采用SVPWM調(diào)制技術(shù),控制策略采用基于前饋解耦的雙閉環(huán)控制,實現(xiàn)能量雙向流動、直流電壓可控。對玻璃鋼電動觀光船工作需求對能量管理系統(tǒng)進行了研究,設(shè)計基于PLC和Labview的玻璃鋼電動觀光船的動力推進監(jiān)控系統(tǒng),采用總線技術(shù)實現(xiàn)西門子S7-300控制器對船舶儀器儀表和設(shè)備以及上位機的通訊,實現(xiàn)對船舶動力電池電壓電流以及推進系統(tǒng)參數(shù)的實時監(jiān)控,實現(xiàn)綜合統(tǒng)一管理,提高玻璃鋼電動觀光船自動化效率。通過系統(tǒng)仿真,表明系統(tǒng)能夠可靠運行,能夠有效實現(xiàn)動力系統(tǒng)監(jiān)控,動力系統(tǒng)滿足設(shè)計要求。
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U665.1
【圖文】：

中小型玻璃鋼電動船動力系統(tǒng)設(shè)計研究論是汽車還是船舶，所需動力源也越來越多，動輒成百上千塊電池，電池難以集一起，這就使得電池信息傳輸?shù)街醒胩幚砥魅菀资艿礁蓴_，無法得到準(zhǔn)確初始數(shù)得電池管理所處理出來的數(shù)據(jù)進一步偏差；集中式電池管理系統(tǒng)較為固定，一般下不具備擴展性，無法靈活應(yīng)用其他結(jié)構(gòu)電池組，在單體電池發(fā)生損壞時會影響系統(tǒng)精度[38]。一般一艘觀光船就需要幾百塊動力鋰電池，而且由于船舶壓載配重的方式，鋰集中于船舶底倉，使用分布式管理系統(tǒng)可使壓載分布均衡，使得船舶更為穩(wěn)定。，本系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)。.3.3 電池管理系統(tǒng)

圖 3-1 微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig3.1 Microgrid system structure diagram本系統(tǒng)通過對鋰離子電池 SOC 信息以及船舶正常運行和儀器儀表及生活用電進行采集，對采集到的數(shù)據(jù)進行處理。.3 微網(wǎng)電力系統(tǒng)的建模與仿真建立玻璃鋼電動觀光船微網(wǎng)電力系統(tǒng)仿真來對船舶微網(wǎng)電力系統(tǒng)進行進一步。本文通過仿真軟件 MATLAB/Simulink 建立船舶微網(wǎng)電力系統(tǒng)模型，對該系統(tǒng)仿真分析。.3.1MATLAB/Simulink 簡介Matlab 全稱是矩陣實驗室，在 20 世紀(jì) 80 年代初由美國 Math Works 公司于推軟件主要功能是進行數(shù)據(jù)分析、數(shù)值計算、算法開發(fā)等[40]。通過一個易于使用的窗口環(huán)境將矩陣計算等的建模和仿真等功能集中，該軟件為眾多領(lǐng)域提供了多種解決問題的方法[41]，Matlab 的優(yōu)點眾多，比較突出的是：高編程效率、良好的

圖 3-2 動力電池系統(tǒng)Fig3.2 Power battery system.SOC 電池管理模型為防止動力電池過沖或者過放，要給電池管理系統(tǒng)設(shè)定一定范圍，本系統(tǒng)把電 SOC 設(shè)定在 20%-95%之間，將參考電壓設(shè)定為 500V，如圖 3-3 所示。圖 3-3 SOC 電池管理模型Fig3.3 SOC battery management model

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本文編號：2747692