電力推進船舶能量管理系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、電力分配系統(tǒng)是所有安裝的電力設備之間共同的連接點。啟動和潮流，負載波動以及電網(wǎng)受諧波的干擾，使負載和發(fā)電機之間相互聯(lián)系與相互影響。優(yōu)化電力系統(tǒng)操作和控制對于安全操作和最小化燃油消耗是非常重要的。而能量管理系統(tǒng)（PMS）是船舶自動化系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的重要組成部分，特別是電力推進船舶和動力定位船舶。PMS控制電力系統(tǒng)以實現(xiàn)最大化防失電能力和最小化燃油消耗，同時也能夠通過保護設備防止故障和設備失靈來降低設備維修成本。PMS通過與其它控制系統(tǒng)的相

2、互作用，能使船舶的性能得到最大發(fā)揮。
　　本文主要從發(fā)電機組配置控制，負載限制控制和快速減載控制技術(shù)方面進行研究。在確保充足和可靠的電力供應到船上的各種電力負荷的同時，降低運營成本，并在提高船舶自動控制水平方面做出了一點工作。本文主要進行了以下幾方面的工作：
　?。?）簡述了能量管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，包括結(jié)構(gòu)特點、功能模塊和建模要求。對電力系統(tǒng)進行建模，在保證仿真的實時性和精度方面，采用了能體現(xiàn)大負載波動影響的柴油機模型。由于

3、發(fā)電機相對柴油機的反應速度更快，發(fā)電機的模型只采用了穩(wěn)態(tài)模型，而整個電網(wǎng)則采用復矢量建模。同時分析了發(fā)電機配置控制的基本量化關(guān)系，發(fā)電機組啟停和負載的關(guān)系，以及可用功率的計算方法。
　?。?）介紹了推進負載限制控制，描述了螺旋槳的負載特性，并進行了建模。對推力損失的外部環(huán)境影響和運行模式影響兩個方面進行了介紹。分析了螺旋槳負載和電力系統(tǒng)動態(tài)關(guān)系，以此得出提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和限制螺旋槳負載的必要性，并進行了推進器加速度的負載限制控制器的

4、研究。
　　（3）分析了大負載突變情況下發(fā)電機組的反應時間，并介紹了現(xiàn)有的四種不同的減載控制方法：基于可用功率的卸載系統(tǒng)、基于頻率的卸載系統(tǒng)、基于事件快速減載系統(tǒng)和基于頻率的快速相反饋減載系統(tǒng)。對四種減載控制進行了對比，介紹了其減載方法和策略的利弊。最后分析了兩種不同的減載數(shù)量控制策略，并根據(jù)其對應不同負載量的情況下柴油機負載加載和減載需求時間進行優(yōu)化。
　?。?）在綜合考慮柴油機動態(tài)特性和推進器負載限制控制的基礎上，根據(jù)功