并联式船舶气电混合动力系统动态加速性能仿真

为提高并联式船舶气电混合动力系统的动态加速性能,设计新的变频器控制策略,充分利用电机的快速响应性。仿真结果表明,采用新的变频器控制策略使电机更早地投入加速过程,从而降低气体主机在加速过程中的功率负荷,有效提升系统的动态响应性能。应用变频器切换控制策略的气电混合动力系统较纯气体机动力系统在加速过程中有着更好的动态性能,主机加速到额定转速的时间最多可缩短32.81%,热力负荷可降低4.28%。

船舶单轴并联式气电混合动力系统节能评价

为了提高船舶动力系统能效,同时弥补天然气发动机作为船舶主机时动态特性差、低负荷性能差等问题,本文提出了船舶单轴并联式气电混合动力系统方案。采用模块化建模的方法建立系统的Simulink仿真模型,以周期性作业船舶运行循环为例计算蓄电池储能效率,而后研究系统在E3循环、不同混合度下的单位时间系统能耗以及节能率变化规律,得出节能率脉谱图,并对系统的实际节能率进行加权评价。结果表明:系统在不同混合度、不同负荷下的节能率都为正值,在混合度为0.3~0.5、负荷小于40%时,平均节能率大于15%。本文的研究结果可为船舶单轴并联式气电混合动力系统的设计选型、匹配优化以及能量管理策略设计等提供理论依据。

船舶并联式气电混合动力系统能量效率分析

为提高船舶系统能效,提出一种船舶并联式气电混合动力系统方案,在Simulink平台上建立系统的仿真模型。结合实例对蓄电池的储能效率进行分析,得到该系统在E3循环、不同功率比下天然气发动机的燃气消耗和电动机的效率,从部件效率、总能量效率和总能量效率提升率3个方面对系统能量效率进行研究。结果表明,该系统在转速100%、功率100%和转速91%、功率75%工况下机械推进模式能量效率高,在转速80%、功率50%工况下电力推进模式能量效率高,在转速63%、功率25%工况下大功率比并联推进模式和电力推进模式能量效率高。

并联式船舶混合动力系统参数匹配与能量管理

以某并联式船舶混合动力系统作为研究对象,对系统中的船体、螺旋桨、天然气发动机、可逆电机和动力电池等主要部件进行参数匹配,研究基于逻辑门限值的能量管理策略。针对周期性作业船舶运行工况,研究不同动力电池初始荷电状态(SOC)条件下动力电池等效天然气消耗量、天然气发动机天然气消耗量以及系统等效天然气消耗量。结果表明,在动力电池初始SOC为0.5和0.9的仿真条件下,系统运行模式受到动力电池SOC边界条件限制,系统等效天然气消耗量显著增加;相较于采用天然气发动机推进的船舶动力系统,所提出的并联式船舶混合动力系统可实现节省4.66%~7.00%的天然气消耗。

内河干线船舶混合动力系统匹配设计

针对内河船舶动力系统匹配设计粗糙,且河道工况复杂,对动力系统的功率需求多变等情况,提出一种并联式混合动力系统匹配设计方法。根据任务剖面分析、混动模式功率划分、动力系统指标分解、关键设备选型等环节实现系统设计。在航行试验阶段验证各模式的航速性能,全模式螺旋桨转速误差在5%以内,全模式航速误差在3%以内,可以满足实际的工程使用需求。

气-电混合动力系统在船舶上的应用

气-电混合动力船舶的电力推进系统既可以从天然气发电机组获得电能,也可以从蓄电池获得电能;既解决了以柴油机、双燃料发动机为动力的船舶污染问题,又解决了直接以天然气发动机作为直推的动力性能不稳定问题,同时还解决了以蓄电池作为动力的纯电动船舶的续航力短的问题;气-电混合动力系统将是未来绿色船舶动力的典范,有广阔的发展前景。

液化天然气船舶动力系统加速性能优化策略研究

针对船舶天然气发动机匹配定距桨(FPP)的直接推进动力系统存在加速速率慢、动态性能差的缺陷,提出了一种系统级优化方案,设计并联型式气电混合动力系统,通过轴带电机辅助推进优化系统的加速性能。建立船舶气电混合动力系统仿真模型,根据试验数据对天然气发动机的加速性能进行数据标定,保证模型动态精度,以仿真手段分别验证混合动力系统使用变频器(VFD)动态切换策略和变频器超前控制策略的加速优化效果。综合考虑实际工程控制难度和加速过程优化效果,变频器动态切换策略优于变频器超前控制策略。气电混合动力系统轴带电机辅助推进(PTI)模式使用变频器切换控制策略可达到较好的加速性能,在降低主机机械负荷和热力负荷的同时船舶快速性最大提升16%。气电混合动力系统轴带电机辅助发电(PTO)模式加速时轴带发电机负载转移至船舶辅机,稳定一段时间后切换至电动模式助推,加速性能可达到PTI模式加速水平。

海格公交客车混联式气电混合动力系统

介绍玉柴YC6J210N-40 CNG发动机的工作原理、燃料供给系统、点火系统和发动机电控系统;阐述海格公交客车混联式混合动力系统的组成和工作模式。

混合动力系统的海工船舶应用

针对LNG动力船舶实际应用中工况复杂,LNG使用效率低的问题,结合混合动力系统的技术发展趋势,提出适用于海洋工程船舶复杂工况的气电混合动力解决方案,基于法规,采用直流组网技术,气电混合动力与直流电推技术,配合电池组,以期有效发挥LNG的低碳特性,保持较高的燃料利用效率,满足下一代近海支持船舶及内河船舶动力需求。

船舶混合动力技术发展趋势分析

通过近年发布的《国际海事组织海运温室气体减排初步战略》等相关减排措施,提出船舶混合动力技术作为优选解决方式。介绍该技术发展背景,阐述其定义、架构及国内外发展应用现状,分析油电混合动力技术、气电混合动力技术的特点,对船舶混合动力技术发展趋势及应用前景进行展望,经调查研究,船舶混合动力推进系统具有操纵性好、效率高及特定工况排放低等特性,减排优势明显。

可编程控制器在主机遥控报警系统中的应用

介绍了在主机遥控报警系统中,可编程控制器作为核心处理单元的应用原理。该系统为气电混合方式,由可编程控制器控制电-气压力调节阀和电磁阀,实现三台主机转速自动控制,齿轮箱正、倒车自动换向控制以及报警监测控制等。可编程控制器的通讯功能将三台主机联系起来,构成了集散控制、集中监视的控制方式。