新型艦船電力諧波、無功電流檢測與補(bǔ)償技術(shù)的研究.pdf

1、全電力推進(jìn)系統(tǒng)的上艦使用,從統(tǒng)籌艦船能源的高度上真正實(shí)現(xiàn)了電力和動力兩大系統(tǒng)的全面融合,有效提高了艦載能源利用和變換的效率。但是由此配載使用的大量非線性負(fù)載卻加重了艦船電力系統(tǒng)諧波和無功電流的危害,不僅影響著電力系統(tǒng)自身運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性,也禍及艦船整體生命的安全性。針對這一實(shí)際問題和背景,結(jié)合艦船具體運(yùn)行工況和環(huán)境特點(diǎn),論文研究了一種能對此電力諧波與無功進(jìn)行動態(tài)有效補(bǔ)償?shù)睦碚摲椒?集中探索了該方法工程實(shí)現(xiàn)中的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。主要工作、

2、成果和結(jié)論有： 簡介了新型艦船電力系統(tǒng)的構(gòu)成、特點(diǎn),分析了艦船電力諧波、無功電流的產(chǎn)生原因及其危害,指出了傳統(tǒng)抑制方法的缺點(diǎn)與不足,提出采用有源電力濾波器(Active PowerFilter,APF)這種新型抑制手段對艦船電力諧波與無功電流進(jìn)行補(bǔ)償,綜述了APF的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及在艦船上的應(yīng)用前景； 介紹了APF的分類,深入研究艦船電力諧波產(chǎn)生及補(bǔ)償?shù)膬?nèi)在本質(zhì)機(jī)理,分析了并聯(lián)APF基本構(gòu)成和工作原理,研究其與艦船電

3、網(wǎng)電源、負(fù)載之間的能量流通原理,建立了三相三線制并聯(lián)型APF的數(shù)學(xué)模型； 研究對比了幾種常見的諧波、無功電流檢測方法,深入分析了基于單位功率因數(shù)(Unity Power Factor,UPF)的諧波和無功電流檢測方法的理論,提出了適合于艦船電力系統(tǒng)的改進(jìn)型UPF檢測方法--k值廣義無功電流快速修正法,進(jìn)一步改善了檢測的暫態(tài)性能； 研究了補(bǔ)償電流控制策略,選取滯環(huán)比較的控制方法來實(shí)現(xiàn)對指令電流的跟蹤控制；在直流側(cè)電壓控制方

4、面,為更好與改進(jìn)后的UPF方法結(jié)合,提出了基于△k補(bǔ)償?shù)闹绷鱾?cè)電壓PI控制的改進(jìn)方法,明確地從另外一種物理意義上給出APF直流側(cè)電容電壓波動原因的解釋； 對電壓型有源電力濾波器的主電路進(jìn)行了深入的研究,包括開關(guān)器件的選擇、開關(guān)頻率的確定以及對補(bǔ)償電流的跟隨性能起其決定作用的幾個(gè)參數(shù)：直流側(cè)電容、電壓、交流側(cè)電感的設(shè)計(jì)。給出了這些參數(shù)在確定補(bǔ)償對象條件下的設(shè)計(jì)原則和相應(yīng)的計(jì)算公式,并做了相應(yīng)仿真分析；結(jié)合工程化和實(shí)用化的思想,設(shè)計(jì)