电磁兼容对动力电池组的必要性及管理设计思路研究

在电动汽车等电子设备中,动力电池组是其核心部件,负责为电子设备提供所需的电能,以驱动电机和确保设备的正常运行。电磁兼容(EMC)作为衡量电子设备在电磁环境中能正常工作并不干扰其他设备的能力,对动力电池组的设计和管理具有重要意义。所以研究从电磁兼容的必要性入手,分析动力电池组在电磁兼容方面的挑战,并提出相应的管理设计策略,为动力电池组的良好运转提供技术支持。

基于庞特里亚金极小值原理的柴电混合动力船舶能量管理策略

提升混合动力船舶的能源利用率,制定合适的能量管理策略以实现功率合理分配、减小船舶燃油消耗、节约成本,是混合动力船舶的亟需解决的关键技术问题。本文基于Matlab/Simulink仿真建模软件,建立对象船舶的动力系统仿真模型,研究不同功率需求下对柴油发电机和超级电容的控制要求。考虑动力源特性和船舶功率需求,本文提出了一种基于庞特里亚金极小值的能量管理策略对目标船舶进行合理的功率分配。仿真结果表明:基于庞特里亚金极小值原理的能量管理策略能够优化船舶柴油机组原动机的工作状态,使其在比油耗较低的点工作。在该策略的控制下,航行工况内的柴油发电机组原动机平均比油耗为207.2 g/(kW·h),总燃油消耗量为204.1 kg。本文方法不仅对船舶减小燃油消耗具有积极的作用,同时对提高船舶运行经济性具有重要意义。

基于多通道数据融合及CNN的电机故障诊断方法

为解决因电机结构复杂、信号非平稳等因素导致电机故障诊断困难问题及传统故障诊断算法对专家经验的依赖,提出一种基于多通道数据融合与卷积神经网络(CNN)相结合的电机故障诊断方法。该方法首先采集电机驱动端的振动信号和定子电流信号并对其进行时频域转换,再将两者频域信号进行归一化处理并转变为二维图谱数据,最后构建CNN网络模型,确定网络层数、学习率等超参数,并将样本输入模型进行故障特征提取和分类诊断。结果表明,在合适的参数下采用该方法的电机故障诊断准确率为100%,对比单独采用振动信号或电流信号的传统故障诊断方法和1D-CNN模型,该方法能够更有效地对电机各类故障进行诊断。

船舶永磁同步电机在线惯量辨识研究

针对船舶永磁同步电机推进系统的转动惯量和负载转矩存在扰动的问题,提出基于梯度校正法与扩展卡尔曼滤波器结合的在线惯量辨识算法,采用梯度校正法对转动惯量进行辨识,利用扩展卡尔曼滤波器观测负载转矩,辨识的惯量值对滤波器的系数矩阵进行修正,同时观测的负载转矩作为梯度校正法的输入参数以及作为电流环的前馈补偿。仿真和实验验证了惯量辨识算法的可行性,以及系统对于负载转矩变化的抗扰动性能。

半潜船电力推进方案分析比较

基于半潜船的特点及作业要求,对适用于半潜船项目的3种电力推进方案从设备配置和选型、船舶性能和系统设计等方面进行分析,并结合使用不同电推方案的半潜船项目对其电力推进系统设计思路和方案优缺点进行比较,并给出方案选型建议,为大型半潜船的推进方案选择提供参考。

燃料电池船舶复合供能系统控制策略设计与仿真

针对燃料电池船舶复合供能系统中的燃料电池功率波动问题和储能单元电池荷电状态(State of Charge, SOC)极端分化问题,依据系统拓扑结构,提出基于负载功率频率分解与模糊逻辑控制法相结合的复合供能系统控制策略设计。采用实例仿真验证该设计的优势。结果表明,该设计可有效保持燃料电池输出功率平滑,对储能单元SOC具有良好的均衡控制效果。

船舶电力推进系统非线性负载谐波抑制研究

本文分析了非线性负载对电力推进船舶电网的危害,并对电力推进船舶上最大的非线性负载推进变频器谐波产生的机理和频谱特征进行研究。为了抑制电网侧谐波,减小谐波对电网上其他设备的影响,提出了相应的谐波抑制方案,对各种谐波抑制方案进行了对比。重点介绍了改变设备拓扑结构以及控制算法或者加装移相变压器的方法,并在MATLAB中建立了仿真模型,对多脉波整流的输入电流进行仿真。仿真结果显示采用整流器多重化的方法可以有效的减小整流器输入侧谐波,整流器的脉波数越多对谐波的抑制效果越明显。

船舶锂电池动力技术最新应用进展

目前电动船舶的应用正处于探索、示范期,全球范围内有数百艘电动船舶投入运营,磷酸铁锂电池以其安全性高、使用寿命长、能量密度较高等优势,逐渐成为电动船舶的首选能源,但是锂电池在船舶应用中仍面临着缺少统一规划、技术法规不完善、企业技术水平不高,以及船型应用受限等问题。

永磁容错游标轮缘推进电机改进模型预测转矩控制

为提高永磁容错游标轮缘推进电机(FTPMV-RDM)在正常状态和一相开路故障状态下的控制性能,本文提出了一种基于电压矢量预选的改进模型预测转矩(MPTC)控制方法.针对六相独立H桥逆变器提供的备选电压矢量数量多导致MPTC系统计算量大的问题,首先,采用直接转矩控制中利用转矩、磁链误差及定子磁链位置信息确定预选电压矢量,减少MPTC系统中电压矢量的枚举次数.然后,利用价值函数进行二次筛选得到最优电压矢量.为了实现开路故障下的容错控制,提出了一种更换备选电压矢量表的开路故障容错控制策略.实验结果表明,基于电压矢量预选的FTPMV-RDM模型,本文预测转矩控制算法能够在无故障和一相开路故障下抑制电流畸变,进而有效降低转矩和磁链脉动.

我国舰船中压直流综合电力系统研究进展

舰船综合电力系统可实现全舰能量的综合利用,被誉为是舰船动力的第三次革命。介绍了一代和二代舰船综合电力系统的技术特征。结合我国综合电力系统设备的技术现状,介绍我国一代半舰船中压直流综合电力系统的研究进展,分析了系统层面存在的难点,主要包括:系统建模和电磁暂态仿真、气轮机发电机组和柴油发电机组并联、系统稳定性分析和分层保护等,并给出了解决的方法,指出中压直流综合电力系统需要在中压直流断路器、系统储能、系统安全运行和多时间、多目标能量调控方面进一步开展研究。

船用发电机隔振系统传递力估算方法

提出一种通用、简便的柴油发动机激励力和力偶估算方法。利用振动频响(即加速度传感器)获取柴油发动机的振动频谱和相位,运用MATLAB数学软件建立基座激励力和力偶的数学模型,从而估算出隔振系统中发动机组的横向、纵向和垂向激励力或传递力和力偶。通过试验发现,测量过程中的信噪比对发动机的激励力和传递力估算有重要影响,低频信噪比是测量误差的主要来源。该简易估算激励力和力偶的方法可供柴油发动机的多维多向耦合振动研究参考。

小型渔业船舶电池动力推进系统设计

常规小型渔业船舶采用燃油动力航行作业时产生大量的废气及可能出现的油污泄漏,将导致高耗能高排放等问题,采用电池动力推进系统是解决这一问题的关键手段之一,本文研究设计了小型渔业船舶电池动力推进系统,分析和比较了不同类型船舶电力推进技术路线的特点,提出了纯电池动力推进系统的总体方案。介绍了电池的选型和电量匹配方法,研究设计了能量管理系统、功率管理系统、推进控制系统等结构与功能要求。

氢燃料电池动力内河集装箱船的经济可行性

对氢燃料电池动力船舶的技术和政策可行性进行分析,并以某300 TEU氢燃料电池动力内河集装箱船为例,对其经济可行性进行研究。对该船开展包含项目总投资额、总成本和总盈利额在内的全生命周期经济论证,并与同型纯锂电动力船舶的经济性相对比。研究表明,氢燃料电池运行所需氢气成本是影响氢燃料电池动力船盈利的主要因素。随着燃料电池技术的不断发展和氢燃料供给体系的逐步完善,燃料电池在船舶动力领域的应用前景会更广阔。

船舶电力系统建模

分析研究船舶电力系统的安全性可以运用系统故障仿真手段,但必须对船舶电力系统精确的数学模型进行建模。从某大型集装箱船舶电力系统的工作原理出发,根据柴油发电机组的动态特性,研究了船舶电力系统模型的结构和原理,建立了船舶电力系统模型,该系统可以仿真船舶电力系统的许多运行工况。给出了发电机组正常起动过程和滑油泵、侧推器先后起动时滑油泵电缆发生三相接地故障的仿真过程,对电力系统的参数整定和安全策略的选取有一定的参考价值。

基于直接转矩控制的船舶主推进电机控制仿真研究

介绍了船舶全电力推进系统的基本结构及特点;分析了直接转矩控制系统的控制原理、特性,以及将其应用于全电力推进船舶主推进电机控制的必要性.重点是直接转矩控制系统的组成与实现,以及在Matlab/simulink环境下完成的系统建模和仿真.仿真结果表明,直接转矩控制系统的应用明显提高了推进系统的性能.

电力推进船舶复合储能装置容量多目标优化

当船舶电力推进系统采用超级电容和蓄电池组成的复合储能装置来解决负载扰动带来的经济性及安全性问题时,复合储能装置的容量与船舶的稳定性和经济性息息相关。以某耙吸式电力推进挖泥船为对象,采用自适应惯性权重粒子算法与适应度值离差排序法相结合的方法对复合储能装置的容量进行多目标优化配置,并利用MATLAB进行复合储能装置容量的优化计算。

锂电池/超级电容器在电力推进船舶中的应用

针对电力推进船舶面临的由负载波动带来的难题,提出了在船舶电力推进系统中加入储能单元的解决办法。比较了常见储能元件的特性,阐述了船用锂电池和超级电容器技术发展的现状,分析了两者的应用前景。最后,提出了含混合储能系统的电力推进船舶交流母线和直流母线的两种拓扑结构并说明了各自的优缺点及应用中所面临的问题,为后继开展更为深入的研究提供借鉴与参考。

储能单元在船舶电力推进系统中的应用

为解决频繁的负载变化给船舶电力推进系统带来的电站和电网波动问题,采用能量存储技术,将储能单元(锂电池和超级电容器)引入到船舶电力推进系统中。建立系统功率传输模型,并创新性地把粒子群算法与非线性规划算法相结合对目标函数进行寻优。利用MATLAB软件进行建模和实例仿真,结果表明,引入储能单元可以明显地改善船舶电力推进系统的性能,增强电站和电网的稳定性。

内河船舶电力推进系统设计

为研发具有自主知识产权的船舶电力推进产品,根据电力推进系统的特性,在对推进电机运动控制、推进系统运行状态控制和船舶电网谐波治理进行研究的基础上,设计内河船舶电力推进系统.船舶的实际运行验证设计方案的正确性.

大型舰船电力系统网络重构研究

大型舰船电力系统的出现使供电方式由原来的辐射状向环形发展,其网络重构是一个崭新的问题.文中给出了大型舰船电力系统的网络拓扑结构并综合考虑了线路容量限制、节点电压约束及供电负荷优先性的重构数学模型,保证了各种情况下最大限度地给负荷供电.将规划遗传算法应用于所建模型的求解,并应用算例验证了此解法的可行性.