船舶在運行過程中會消耗大量的能源。隨著人們對能源問題和燃油經(jīng)濟性問題的日益關(guān)注,提高船舶運行效率對實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重大的現(xiàn)實意義。電力電子和儲能技術(shù)的迅速發(fā)展,使船舶動力系統(tǒng)的形式更加多樣化,其中將儲能元件應(yīng)用在傳統(tǒng)的電力推進(jìn)形式的船舶中構(gòu)成的船舶混合電力推進(jìn)系統(tǒng),結(jié)合了儲能技術(shù)和電力推進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢,是航運業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排和提升船舶操作性能的重要途徑。因此如何應(yīng)用儲能元件、設(shè)計合理、高效的能量控制策略,成為了船舶混合推進(jìn)領(lǐng)域的研究熱點之一。本文以典型的船舶混合電力推進(jìn)系統(tǒng)為研究對象,對能量優(yōu)化控制的問題進(jìn)行了深入的研究。首先針對該混合電力推進(jìn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)能量分析。對柴油發(fā)電機的燃油消耗特性進(jìn)行研究,并考慮了同步發(fā)電機的功率損耗問題。此外對儲能系統(tǒng)的動態(tài)特性研究中,分別建立鋰電池和超級電容的數(shù)學(xué)模型,通過研究其充放電特性,分析各自的適用工況,并建立了儲能系統(tǒng)的功率損耗模型。根據(jù)對混合電力推進(jìn)系統(tǒng)中的負(fù)載功率的分析,確定引起柴油機燃油消耗率變化的原因,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合鋰電池和超級電容的不同工作特性,提出一種適用于船舶混合電力推進(jìn)系統(tǒng)的能量優(yōu)化控制策略。該策略通過應(yīng)用低通濾波算法的原... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．２單臺柴油發(fā)電機的燃油消耗率曲線??Ｆｉｇ．?３．２?Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?Ｆｕｅｌ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ｒａｔｅ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｓｉｎｇｌｅ?ｄｉｅｓｅｌ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ??

?船舶混合電力推進(jìn)系統(tǒng)能量優(yōu)化控制仿真研究???在本文中，對直流組網(wǎng)技術(shù)下的單臺額定功率為３００ｋＷ的柴油機，進(jìn)行燃油消耗??特性的研究，對應(yīng)修正后的建模公式中二次多項式的系數(shù)為：〇。＝８４８７．６§／１１、??％＝１１６．２§也＼￥１１和＋＝（）．２０２§／１＾＼￥２１１。圖３．２為考慮了同步發(fā)電機的效率分析后的柴油發(fā)??電機的燃油消耗率曲線。由于對交流組網(wǎng)技術(shù)的研宄不是本文的研究重點，因此對交流??組網(wǎng)技術(shù)下的燃油消耗率按照圖３．１中同步發(fā)電機的效率分析進(jìn)行等效計算。??３．?１．３柴油發(fā)電機燃油消耗特性分析??在上一節(jié)中，已經(jīng)對船舶直流組網(wǎng)下的單臺柴油發(fā)電機的燃油消耗特性進(jìn)行了分析，??并建立了柴油發(fā)電機輸出功率和燃油消耗率之間的關(guān)系，依據(jù)同樣的方法，建立船舶直??流組網(wǎng)下的多臺燃油消耗率特性曲線，曲線中不同的多項式的系數(shù)如表３．１所示。??表３．１燃油消耗率曲線系數(shù)??Ｔａｂ．?３．１?Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?Ｆｕｅｌ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ｒａｔｅ?ｃｕｉ＊ｖｅ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ??在網(wǎng)柴油機?ａ＼?ａｉ??臺數(shù)《?（ｇ／ｈ）?（ｇ／ｋＷｈ）?（ｇ／ｋＷ２ｈ）??１?８４８７．６?Ｈ５＾５?０．２０２??２?１６９７５．２?１１５．６?０．１０１??３?２５４６２．８?１１５．７?０．０６７??４?３３９５０．４?１１５．６?０．０５１??２２５????——＇ｎ＝１??ｎ＝２??２２０?ｌ?＼?＼??ｎ＝４??１－?：?＼?＼?＼??Ｉ２＂?；?＼?＼?＼??＇?Ｖ?＼?＼??１９５?１?１?ｉ—：?１?１?１?１１?１??１

?大連海事大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文???Ｂｏｏｓｔ模式的電路拓?fù)淙鐖D３．５所示，ＶＴ１和ＶＤ２橋臂一直處于關(guān)斷狀態(tài)，將其等??效為斷路。ＶＴ２門極的觸發(fā)信號導(dǎo)通時，由等效電源Ｃ／ｂｕｓ、電感Ｌ和開關(guān)管ＶＴ１形成閉??合回路，電感Ｚ存儲等效電源ｉ７ｂｕｓ釋放的能量，兩端電壓保持恒定并向負(fù)載供電，電??壓記為％。將開關(guān)管ＶＴ２的導(dǎo)通時間記為。當(dāng)開關(guān)管ＶＴ２關(guān)斷時，由等效電源Ｃ／ｂｕｓ、??電感ｉ、續(xù)流二極管ＶＤ１和電容Ｃ。組成新的回路，電感Ｌ釋放儲存的能量，與等效電??源＆ｓ共同向電容Ｃ。充電，并為負(fù)載提供能量，記開關(guān)管ＶＴ２的關(guān)斷時間為ｒ＃。??根據(jù)電感Ｚ積蓄的能量與釋放的能量相等，有：??（３．?１６）??化簡可得：??ｕ〇Ｊ＾ｌ＾Ｕｂｕｓ＾ＪＬＵｂａｓ?（３．１７）??’ｏｆｆ?廣ｏｆｆ??由于ｒ／Ｑ＜ｉ，即輸出電壓高于輸入電壓，達(dá)到升壓效果。??（２）?ＤＣ／ＤＣ變換器功率損耗模型??在雙向ＤＣ／ＤＣ變換器的工作過程中，功率損耗主要由變換器本身的晶體管和二極??管等電力器件的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)引起的，其中有晶體管的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗，二極管的導(dǎo)??通損耗以及電感和電容器的等效電阻損耗，文獻(xiàn)［５１］詳細(xì)描述了各功率損耗的推導(dǎo)過程，??并通過算例驗證，分別得到在Ｂｕｃｋ模式和Ｂｏｏｓｔ模式下的轉(zhuǎn)換器功率轉(zhuǎn)換效率，圖３．６??為兩種模式下的ＤＣ／ＤＣ轉(zhuǎn)換器的效率曲線。??１??ｒ－?：?１??????Ｂｏｏｓｔ模式???Ｂｕｃｋ?模式??廣廣、＾?—??雜?０．９４?－??Ｉ??＾?０．９２?■??〇??Ｑ??０．９?－?－??０．８８??＇?＇???

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用儲能系統(tǒng)實現(xiàn)可再生能源微電網(wǎng)靈活安全運行的研究綜述[J]. 劉暢,卓建坤,趙東明,李水清,陳景碩,王金星,姚強.  中國電機工程學(xué)報. 2020(01)
[2]拖式與推式吊艙推進(jìn)器水動力性能數(shù)值仿真及對比[J]. 賈寶柱,紀(jì)然,吳雷振,王憲磊.  大連海事大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[3]基于復(fù)合儲能的船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)功率波動平抑控制策略[J]. 楊祥國,于桐,楊誠,魏斯琦,杜樞,陳虹見,吳書禮.  大連海事大學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[4]新能源船舶混合儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題綜述[J]. 孫玉偉,胡克容,嚴(yán)新平,湯旭晶,袁成清,潘鵬程.  中國造船. 2018(01)
[5]含鋰電池儲能的船舶電力系統(tǒng)模型預(yù)測控制研究[J]. 何志祥,肖健梅,王錫淮.  船電技術(shù). 2017(08)
[6]船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)技術(shù)發(fā)展優(yōu)勢[J]. 楊光,牟照欣,吳迪,賈顏培,孫遜.  艦船科學(xué)技術(shù). 2017(13)
[7]基于太陽能鋰電池及柴油發(fā)電機組的多能源(光柴儲)船舶微網(wǎng)能量控制系統(tǒng)研發(fā)[J]. 俞萬能,廖衛(wèi)強,楊榮峰,李素文.  中國造船. 2017(01)
[8]超級電容儲能在船舶中壓直流系統(tǒng)能量管理中的應(yīng)用[J]. 郭燚,楊濤.  上海海事大學(xué)學(xué)報. 2016(04)
[9]SVPWM調(diào)制策略下永磁同步發(fā)電機損耗分析[J]. 張越雷,高劍,黃守道,彭婧,榮飛.  湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(10)
[10]船用直流組網(wǎng)技術(shù)比較[J]. 徐碩,烏云翔.  艦船科學(xué)技術(shù). 2016(13)

博士論文
[1]電流型PWM整流器控制策略及應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 郭強.重慶大學(xué) 2015
[2]基于瞬時優(yōu)化的混合動力汽車控制策略研究[D]. 朱慶林.吉林大學(xué) 2009
[3]并聯(lián)式混合動力汽車能量管理策略優(yōu)化研究[D]. 吳劍.山東大學(xué) 2008

碩士論文
[1]電力推進(jìn)船舶能量管理系統(tǒng)控制策略研究[D]. 潘志強.武漢理工大學(xué) 2014



本文編號：3089842