船舶綜合電力系統(tǒng)是未來許多船舶（商船、軍艦、郵輪等）動力系統(tǒng)的發(fā)展方向。隨著船上電力負荷功率需求逐漸增大,船舶電網中裝機容量上升,進而推動了船舶電網電壓等級的上升。此外,相比傳統(tǒng)船舶電網采用交流系統(tǒng)而言,采用直流系統(tǒng)擁有眾多優(yōu)點（如:能夠消除無功功率傳輸,減少電纜重量,發(fā)電機組之間不需要同步等）。為適應未來船舶電網功率需求與高效運行等目標,研究者對采取中壓直流形式的配電方案開始關注。目前,船舶中壓直流系統(tǒng)的發(fā)展在工程應用中尚處于探索階段,本文結合船舶航行工況,從以下方面展開研究。首先,根據船舶中壓直流系統(tǒng)的基本組成單元,建立各部分數學模型與仿真模型,包括燃氣輪機發(fā)電機組+整流單元、推進電機及其控制單元、船槳負載單元、儲能單元等。在PSCAD下進行相應的仿真實驗,驗證其合理性。其次,考慮到中/低壓間的功率傳輸、中壓直流母線上儲能單元的接入等問題,本文以雙有源橋DC/DC變換器作為基本單元,通過將基本單元進行串并聯(lián)以實現(xiàn)分壓與大功率傳輸的目的,進而對中壓到低壓之間的單/雙向功率傳輸控制進行研究。將這種變換器分別應用于配電變壓器功能和儲能接口功能下。在配電變壓器功能下實現(xiàn)配電變壓器低壓側在加... 

【文章頁數】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 研究主要內容
第2章 船舶MVDC系統(tǒng)組成與中/低壓變換器選擇
    2.1 船舶MVDC系統(tǒng)構架和基本單元
    2.2 船舶MVDC系統(tǒng)下中/低壓功率變換器的選擇
    2.3 船舶MVDC系統(tǒng)的基本考慮因素
    2.4 本章小結
第3章 船舶MVDC系統(tǒng)仿真平臺的構建
    3.1 燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)建模
        3.1.1 原動機及調速器的數學模型
        3.1.2 同步發(fā)電機及其勵磁系統(tǒng)數學模型
        3.1.3 多脈波整流
        3.1.4 發(fā)電系統(tǒng)仿真驗證
    3.2 船槳負載建模
        3.2.1 螺旋槳數學模型
        3.2.2 螺旋槳與船體的相互作用
        3.2.3 船舶航行阻力
        3.2.4 船槳整體模型及驗證
    3.3 推進分系統(tǒng)建模
        3.3.1 推進電機建模
        3.3.2 推進電機矢量控制
        3.3.3 電流滯環(huán)跟蹤PWM
        3.3.4 推進電機仿真驗證
    3.4 儲能裝置建模
        3.4.1 MVDC系統(tǒng)下儲能裝置的選取
        3.4.2 儲能裝置充放電控制
    3.5 本章小結
第4章 中/低壓間的功率傳輸控制研究
    4.1 雙有源橋DC-DC變換器基本控制原理
    4.2 中/低壓間功率變換器的設計
        4.2.1 模塊化雙有源橋DC-DC變換器的設計原理
        4.2.2 各變換器單元間功率均衡控制策略
        4.2.3 啟動階段沖擊電流控制策略
    4.3 仿真驗證
        4.3.1 中/低壓配電變壓器功能仿真驗證
        4.3.2 儲能接口功能變換器仿真驗證
    4.4 本章小結
第5章 典型船舶航行工況下的分析與集成控制
    5.1 正車起航工況
    5.2 惡劣環(huán)境下航行工況
        5.2.1 螺旋槳阻轉矩經常變化狀態(tài)
        5.2.2 螺旋槳受阻狀態(tài)
        5.2.3 螺旋槳出水狀態(tài)
    5.3 停車工況
        5.3.1 回饋能量采用能耗制動電阻控制
        5.3.2 回饋能量采用能耗制動電阻與儲能共同控制
    5.4 倒車工況
    5.5 船舶正常航行時突加脈沖性負載研究
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于擴展移相控制的雙向有源橋變換器回流功率優(yōu)化[J]. 侯旭,曾正,冉立,劉清陽,宋春偉.  中國電機工程學報. 2018(23)
[2]IGBT串聯(lián)動態(tài)均壓特性分析與控制[J]. 丁順,邢巖,王鈞,胡海兵.  電工技術學報. 2018(14)
[3]多相電機控制驅動技術研究綜述[J]. 劉自程,李永東,鄭澤東.  電工技術學報. 2017(24)
[4]艦船中壓直流綜合電力推進系統(tǒng)設計及穩(wěn)態(tài)分析研究[J]. 蘭海,鮑鵬,王琬婷.  中國造船. 2017(02)
[5]三相十二脈波整流電路的技術研究[J]. 伍祚,周智超,劉成,史家軍,榮軍.  電子技術. 2017(05)
[6]應用于船舶中壓直流系統(tǒng)的電力電子配電變壓器[J]. 王世恩,鄭澤東,李永東.  電源學報. 2017(02)
[7]十五相感應電機對稱缺相運行時的定子漏抗計算[J]. 鄭曉欽,王東.  電工技術學報. 2016(15)
[8]基于PLECS的船舶中壓直流綜合電力系統(tǒng)仿真研究[J]. 程垠鐘,李莉紅,晏陽,杜劍維.  艦船科學技術. 2016(07)
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[10]船用燃氣輪機發(fā)電機組控制策略仿真研究[J]. 邵夢麟,梁前超,鄔健.  船電技術. 2015(10)

博士論文
[1]船舶綜合電力推進系統(tǒng)仿真技術研究[D]. 程垠鐘.哈爾濱工程大學 2014
[2]船舶電力推進系統(tǒng)的建模與仿真[D]. 高海波.武漢理工大學 2008
[3]船舶電力推進六相同步電動機控制系統(tǒng)研究[D]. 張敬南.哈爾濱工程大學 2009

碩士論文
[1]船舶電力推進系統(tǒng)能量回饋過程研究與分析[D]. 曾宏宇.中國艦船研究院 2017
[2]艦船中壓直流綜合電力推進系統(tǒng)設計及穩(wěn)態(tài)分析研究[D]. 王琬婷.哈爾濱工程大學 2017
[3]潛艇的推進控制及仿真研究[D]. 易斌.哈爾濱工程大學 2006



本文編號：3710022