船舶大功率电力推进虚拟同步电机控制方法

电力推进作为船舶综合电力系统的最重要负载之一,受工况与海况的多重影响,其易产生大幅功率波动,对系统的安全稳定运行造成冲击。为此,提出了船舶大功率电力推进虚拟同步电机控制方法。在控制上将整流单元等效为同步电机,为端口功率与频率响应增加惯性特征;逆变单元采用磁场定向矢量控制,提升推进电机的调速性能,利用虚拟惯性与阻尼平滑推进功率冲击、抑制电网频率波动。建立虚拟同步电机控制的变换器小信号模型,考虑直流电容与推进负载的动态特性,分析控制参数变化对变频器响应特性的影响,综合考虑冲击功率的抑制效果与动态性能,给出一种参数设计方法。利用PSCAD/EMTDC与RT-LAB半实物仿真,验证了所提控制方法能够在既有硬件配置下将推进冲击功率峰值降低30%,且不影响推进调速性能,有效地改善了电力推进系统的功率特性,保障了船舶综合电力系统的安全稳定运行。