浅谈船舶电力推进系统的发展现况与趋势

船舶电力推进系统由于其具有机动性高、安全可靠性好、自动化程度高以及环保效果好等特点,正成为新世纪大型水面船舶青睐的推进方式。本文从系统结构、传动控制系统和电力电子器件的应用等方面综述船舶电力推进系统的发展现状与趋势,并在此基础上,提出了船舶电力推进系统未来发展中值得重视的一些问题,以便同行研究借鉴。     

基于复合储能的船舶电力推进系统功率波动平抑控制策略

针对船舶电力推进系统在负载功率波动较剧烈的应用中存在的经济性问题,提出一种利用复合储能平抑船舶电力推进系统功率波动的协调控制策略,通过设计基于低通滤波的自适应系数调整算法,有效解决功率波动平抑过程中储能模块过充或过放的问题.为验证该方法的有效性和可行性,以实测耙吸式挖泥船为例,利用MATLAB对所提出的控制策略进行仿真分析.结果表明,该控制策略能够有效平抑耙吸式挖泥船的功率波动问题,同时,能够灵活、快速地对储能系统充/放电功率进行控制,使得复合储能模块具有较好的荷电状态.该方法对提高耙吸式挖泥船等电力推进船舶的能效指标和经济性具有较好的应用前景.     

小型电力推进船舶推进控制系统

针对小型电力推进船舶推进控制系统简单、对复杂环境适应性差的问题,在借鉴传统内燃机动力推进船舶主机控制策略基础上,根据小型电力推进船舶的特点和推进控制功能要求,提出了更加完善的控制系统方案,并建立了系统仿真模型.仿真结果表明,所提出的控制系统方案是可行的,提高了电力推进船舶的稳定性及安全性,使小型电力推进船舶更能够适应海上多变的环境.     

燃料电池推进船舶改造方案探究

考虑到太阳能船舶在实航中,由于日照不足或者夜航的问题,不得不增加原船配备的锂电池电堆数量,从而造成成本提高与控制难度,而燃料电池因具有高效、稳定以及安静等工作特性,适合作为船舶的推进动力源[1,2].因此本文只针对太阳能无法发电的极端情况,在不改变原船结构的条件下,对原船进行燃料电池推进系统改造,实现混合电力推进.本文以某太阳能游览船作为燃料电池推进系统改造的原型船,首先对原船的电力推进系统进行介绍,依据海试运行工况进行燃料电池推进系统的设计和控制分析,并提出相应的能量管理策略,可为小功率燃料电池船舶改造提供可以参考的依据.     

船舶电力推进系统电力负荷混沌特性分析及预测

为实现船舶电力推进系统功耗的最优控制,提高船舶运行的经济性,建立了基于正则化的电力负荷混沌局域预测模型.运用相空间重构理论对船舶电力推进系统电力负荷进行单变量时间序列相空间重构,计算吸引子的Lyapunov指数,验证船舶电力推进系统电力负荷具有混沌特性,进而构建更为精准的由船舶电力负荷及其影响因素构成的多变量时间序列相空间.实验结果表明,该预测模型是有效的,且具有较高的预测精度.     

船桨综合负载下基于USV的一种PMSM推进系统滑模变结构控制

以无人水面艇(USV)的永磁同步推进电机(PMSM)及其螺旋桨负载特性为研究对象,在PMSM推进系统中引入滑模变结构控制以进一步提高USV推进系统的动态性能.MATLAB/Simulink仿真分析验证了设计的滑模变结构控制USV推进系统方案的正确性和有效性.仿真实验结果表明,在船桨综合负载下的PMSM推进系统中,采用滑模变结构控制器不仅克服了传统PI控制器中参数难以整定、动态过程中转速及转矩超调大等缺点,而且增强了USV推进系统在复杂海况下的抗干扰能力,提高了系统的动静态性能.     

可编程控制器在主机遥控系统中的应用

提出了用可编程控制器实现主机遥控系统的重复起动控制，强制动采用时序控制，而正常起动时采用转速与时序控制，这种改进后的控制方式既方例了管理，又很好地解决了在强制制动和昨起过程空气消耗过多的问题。     

太阳能游览船舶电力推进系统仿真

?针对新型太阳能游览船舶电力推进系统,分析了该船舶的电力系统构成并在此基础上分别建立电力推进系统推进电机、推进控制策略以及螺旋桨负载的数学模型.结合逆变装置模型,建立电力推进系统整体仿真模型,根据实船的实际参数对模型进行仿真分析.结果表明,所提出的模型能够及时响应电机负载的变化,且抗干扰性强.     

基于十二电压矢量的电力推进PMSM直接转矩控制仿真

针对直接转矩控制的船舶电力推进永磁同步电动机(PMSM)在运行时存在较大转矩脉动问题,采用基于十二电压矢量直接转矩控制方法,对电压矢量和磁链空间扇区进行细分,增强了各电压矢量对转矩控制效果,相对于传统的六电压矢量系统,能有效减小约30%~40%的转矩脉动.通过分析给出具体的开关表,并使用Matlab建立仿真模型,验证了该控制方法对减小转矩脉动的有效性.     

海洋工程船交流变频调速电力推进方案

随着科学技术的进步和发展,船舶推进技术发生了巨大的变化,同时新兴海洋工程行业对海洋工程船舶的需求大增,传统推进方式已不能满足新技术的要求。针对海洋工程行业的需求,对采用的交流变频调速电力推进技术和系统配置进行简要介绍。通过对世界知名电力推进设备供应商ABB、SIEMENS、Rolls-Royce、WARTSILA的调研,对各家目前推广的交流变频调速电力推进方案进行分析和研究。根据新建船舶建造经验和船舶设备的使用经验,对电力推进系统中的设备和整体方案进行分析和评价,为新建海洋工程船舶提供电力推进系统选择方案。