舰船电力系统动态模拟的几个问题

本文针对舰船电力系统的特点,讨论了同步发电机及励磁系统动态模型建模计算的基本原则和方法。阐述了使舰船同步发电机的基本参数及非线性特性同时满足相似条件的建模方案及其可行性。给出了突加、突减负载时动态模型的建模方法,推导出相应的计算公式;研究了采用原型励磁调节器时的相似条件及其实现方法。给出了可控相复励励磁系统模拟计算机模拟的结构线路图。     

带脉冲负载多相储能发电机励磁控制系统设计

对于转速和负载同时扰动的多相储能发电机励磁控制系统,传统电压反馈控制难以满足直流侧调压要求。为此,设计了一种具有前馈加电压、电流双闭环反馈控制结构的励磁控制系统。该系统在电压闭环与电流闭环控制的基础上,引入了前馈控制环节,给出了推导前馈控制方程以及获取前馈控制参数的方法。实验结果表明:前馈控制在励磁控制过程中起主导作用,有效提高了励磁电流响应速度;电流反馈与电压反馈控制可对前馈控制误差进行补偿,有效提高了直流侧调压精度。     

船用同步发电机无功环流补偿线路的分析

本文在对各种调差线路和差动无功环流补偿线路进行具体分析的基础上,得出了n台采用无功环流补偿装置的船用同步发电机并联运行时,电网电压及各机无功电流的一般公式,由此可看出影响调压精度和无功负载分配的的各个因素以及它们之间的关系。     

励磁突变对无刷励磁同步发电机整流系统负载电流的影响

分析了无刷励磁同步发电机整流系统突加/突卸励磁时的过渡过程,得到了影响负载电流上升和下降时间的主要时间常数,并对理论分析结果进行了仿真和实验研究,仿真结果与理论分析吻合良好.实验波形所反映的变化趋势亦与仿真及理论分析结果较为符合.     

小型单相同步发电机的复励式励磁系统研究

通过对小型单相同步发电机普通无刷励磁系统原理说明、存在问题分析,提出了一种电流互感器式复励式励磁系统方案。通过实验仿真结果表明,电流互感器式复励式励磁系统能够提高同步发电机响应速度,改善电机瞬态电压调整率动态性能指标,解决了小型单相同步发电机普通无刷励磁系统存在的问题。     

大容量储能发电机并联运行励磁控制算法

大容量储能发电机作为脉冲电源，整流后通过逆变器向大功率脉冲负载供电。采用储能发电机直流侧并联方式工作，可以有效提高系统带载能力与可靠性。当并联运行的储能发电机转速不同时，根据转速合理分配电机释放功率可以有效提高系统工作效能，因此需要设计一种具有功率调节功能的励磁控制算法。在电压、电流双闭环控制的基础上，引入功率前馈控制，推导并求解了前馈功率与励磁电流关系以及控制参数，并根据电机初始转速设计了功率分配算法。仿真试验结果表明，功率前馈控制在励磁控制过程中起主导作用，有效分配储能电机释放功率大小，提高了励磁电流响应速度，抑制了负载功率扰动对励磁控制系统的影响。     

变换器短路故障时整流发电机的暂态电流计算

考虑直流变换器侧短路故障时,整流发电机带直流变换器运行可以等效为整流发电机突加RLC负载,其暂态电流计算直接关系到直流故障诊断和保护。通过将RLC负载从直流侧等效至交流侧后,将暂态电流计算等效为同步发电机串联RLC后三相短路电流计算;在得到了暂态电流的表达式后,通过类比同步发电机三相短路电流的初值、终值和时间常数计算,近似得到了暂态电流的解析表达式,并给出了电流峰值和峰值时间。通过仿真验证了该解析表达式的有效性,可以用于对直流故障诊断和保护方法的确定。     

十二相同步发电机整流系统的数字仿真（Ⅱ）──仿真和试验结果

在“十二相同步发电机整流系统数字仿真研究（Ⅰ）”的基础上,本文详细研究了发电机参数、负载参数、原动机参数、励磁反馈控制参数等对该类系统暂态过程和运行稳定性的影响;较完整、全面地提供了各种运行情况下系统动态和稳态时的数字仿真曲线,从而为设计带整流负载的十二相同步发电机提供参数选择的依据,并能对所设计的该类系统的运行稳定性进行预估。     

谐波励磁发电机中线三次谐波电流的分析

分析了谐波励磁发电机中线三次谐波电流产生的原因,并与一般的同步发电机进行比较,提出了限制了中线三次谐波电流的措施以及使用当中的对策。     

同步发电机气隙磁场非正弦时整流系统性能的研究

提出了一种发电机气隙磁场非正弦分布时整流系统的近似电路模型和仿真方法;分析了气隙磁场非正弦分布对系统交直流电压和电流波形的影响．仿真结果表明,合理控制气隙磁场谐波含量有利于提高轻负载下整流电压的品质．由此提出：带整流负载的多相同步发电机采用气隙磁场非正弦分布的转子结构和集中整距的定子绕组（即所谓方波电机）是合理的     

中频电源逆变器研究

与传统的同步发电机相比,永磁同步发电机具有结构简单,运行可靠,体积小,重量轻,损耗小,效率高等显著特点,但是永磁同步发电机输出的是三相中频交流电,而且由于无法进行励磁调节,其输出电压的幅值和频率受负载影响较大.为了改善永磁同步发电机的输出电能质量,设计了一种基于IR2110的小型单相逆变电源.针对IR2110的不足,对IGBT驱动电路作了改进,提高了系统的可靠性.通过实验证明该设计方案是正确的.     

旋转整流器断路故障诊断分析

阐述了无刷励磁发电机的旋转整流器在正常工况下的换相原理和换相过程,理论解析了旋转整流器在正常和断路工况下的输入电流波形,定量分析了励磁机励磁电流谐波含量,证明了以励磁电流作为旋转整流器故障诊断依据的可行性。仿真和实验验证表明:定量分析谐波含量提高了旋转整流器的故障检测精确性,为无刷励磁发电机系统的故障诊断研究提供了判断依据。     

逆变器与柴油发电机组混合供电系统突卸负载的紧急控制策略

针对新能源发电逆变器与柴油发电机混合供电系统中突卸负载可能导致的发电机逆功率问题,以逆变器采用恒电流控制、柴油发电机采用电压和转速下垂控制为基础,提出了逆变器限制输出功率与系统切除非重要负载相结合的紧急控制策略。电磁暂态时域仿真和1∶1样机物理试验验证了该紧急控制策略的有效性。     

串联型有源电力滤波器的控制策略

通过所给出的串联型有源电力滤波器系统结构 ,分析了其补偿电压型负载的工作原理。在此基础上探讨了串联型有源电力滤波器的关键技术之一———获得参考电压的控制策略 ,包括检测电源电流和检测负载电压两种控制策略 ,并设计了相应的控制电路。最后 ,通过实验研究了串联型有源电力滤波器采用这两种不同控制策略时对电压型负载的谐波补偿效果     

光伏发电系统蓄电池SOC预测技术研究

准确且可靠地获得蓄电池的SOC值是电池管理系统首要任务。由于SOC受许多因素如环境温度、充放电次数、电池老化等因数的影响，采用传统的SOC预测技术很难得到理想的效果。本文描述了一种采用神经网络和模糊逻辑推理的SOC预测方法。在该方法中，通过建立神经网络模型把蓄电池不同放电电流下的端电压修正为相同SOC下放电电流为I20时的端电压U20，然后采用模糊逻辑推理，对U20和环境温度T进行模糊推得得出蓄电池SOC值。经仿真证明了该方法能够准确且可靠地获得蓄电池的SOC预测值。     

突加负载对同步发电机整流系统直流侧电压的影响

为了研究发电机整流系统输出直流母线电压随突加负载的变化机理,基于交流发电机突加静态平衡负载的分析方法,给出了发电机整流系统直流侧突加负载时的瞬时电压表达式。首先,给出了发电机整流系统等效电路模型;然后,将直流侧负载等效到整流桥的交流侧,并利用整流桥本身的特性,推导了突加负载时直流侧瞬时电压表达式;最后,通过交流发电机突加静态平衡负载的理论计算结果检验了相应PSCAD仿真模型的可行性,并在此基础上,建立了发电机整流系统直流侧突加负载的PSCAD仿真模型,仿真结果验证了所提计算方法的正确性。     

多绕组电励磁双凸极发电机特性分析

运用余度技术,通过在一台电励磁双凸极发电机定子上设置高低压共四套电枢绕组,构成多绕组电励磁双凸极发电机.用有限元分析法和Ansoft软件对该发电机电磁特性进行了仿真,仿真结果与理论分析一致.对低压和高压绕组分别进行了外特性和调节特性的实验,实验结果表明:电机在工作时具有较好的稳态和动态性能,适用于通用化、模块化的航空地面电源的研制.     

舰船综合电力系统中压直流发电机组并联运行试验研究

针对舰船综合电力系统原动机性能差异造成的发电机组并网难题,首先构建了全尺寸中压整流发电机组双机并联试验系统,并通过稳态运行、推进调速和突加负载试验,验证了中压整流发电机组并网方案的可行性;然后,测试了并网机组在静态和调速、加载等暂态条件下的功率分配差度。试验结果表明:采用该并网方案和励磁控制策略的中压整流发电机组能够在工程允许的功率分配差度范围内可靠并联运行。     

具有谐波补偿功能的中频PWM整流器研究

为使中频PWM整流器为系统等效直流负载提供稳定直流电的同时,能够补偿系统中由非线性负载引入的谐波电流,以基于LCL滤波器的3H桥中频PWM整流器为研究对象,首先建立了一相的精确模型,然后采用电压外环PI控制和电流内环PR控制的双环控制策略,并根据LCL滤波器特点,对输入电流的相位偏差进行了精确计算及校正,最终实现了在静止坐标系下对交流输入电流进行任意波形的零静差控制和单位功率因数控制。Matlab仿真和试验结果表明:中频PWM整流器在提供稳定的直流电压的同时能够有效补偿电网谐波电流,且具有良好的动态性能。     

基于节点方程的舰船电力系统数学建模

针对舰船电力系统的特点,建立了发电机、电动机等负载的电流微分方程组,并推导出其导纳、剩余电流微分量的表达式.根据基尔霍夫电流定律,建立了基于节点电流微分平衡关系的节点方程.在系统数学建模基础上,得到了舰船电力系统动态过程的计算方法.