Research on Comprehensive Control of Power Quality of Port Distribution Network Considering Large-Scale Access of Shore Power Load

In view of the problem of power quality degradation of port distribution network after the large-scale application of shore power load,a method of power quality management of port distribution network is proposed.Based on the objective function of the best power quality management effect and the smallest investment cost of the management device,the optimization model of power quality management in the distribution network after the large-scale application of large-capacity shore power is constructed.Based on the balance between the economic demand of distribution network resources optimization and power quality management capability,the power quality of distribution network is considered comprehensively.The proposed optimization algorithm for power quality management based on Matlab and OpenDSS is proposed and analyzed for port distribution networks.The simulation results show that the proposed optimizationmethod can maximize the power qualitymanagement capability of the port distribution network,and the proposed optimization algorithm has good convergence and global optimization finding capability.

水路交通系统的发展现状与未来展望

水路交通系统是以船舶等为载运工具、以港口为节点、以海洋、江河、湖泊等水域为通道的一种运输方式,能够实现货物、人员的搭载与时空位移,是综合交通体系中不可或缺的重要组成部分。本文分析了国内外水路交通系统发展现状,梳理了水路交通系统未来需求及技术特征,提出了水路交通运输规划与组织优化、绿色船舶动力系统及供给体系、人机共融船舶岸基驾控系统、海域立体综合运输系统、水路交通系统控制体系、气象导航与安全航行等未来水路交通系统发展方向,为提高水路交通系统运营效率与服务质量提供理论基础与技术参考。

面向功率冲击平抑的岸电系统储能型电能调控装置容量优化配置策略

针对港口岸电系统负荷侧存在的冲击性功率等电能质量问题,提出一种储能型电能调控装置容量优化配置方法。介绍港口岸电系统及储能型电能调控装置拓扑结构,并分析冲击性负荷运行特征;探讨负荷运行工况与功率因数控制目标之间的关系,根据电池荷电状态与负荷运行工况,提出储能型电能调控装置多类型运行工况自适应容量设计的补偿控制策略;建立储能型电能调控装置技术-经济模型,通过在技术模型中考虑岸电系统电能质量的要求建立容量模型,经济模型提供评估寿命成本和效益的方法。基于某港口岸电负荷实测数据,验证所提方法的有效性。

基于等效松弛与交替方向乘子法的岸电系统优化调度

船舶在不同系泊方式下岸电系统电气参数频繁变化,同时岸电能量优化时存在目标函数非光滑、约束条件非线性、非凸等问题,通过引入辅助变量实现目标函数非光滑项的等效松弛,利用半正定规划与交替方向乘子法实现船舶在不同接线方式下的最优调度,满足安全性与经济性保障。算例仿真表明,所提方法针对船舶径向连接与多船并靠连接混合模态共存条件下均表现突出,对于异构岸电系统共存的实际应用场景具备较好的工程实用性。

基于多源融合的船岸供电系统协调运行优化策略

针对岸电系统供电模式由单一电网侧供电变成由风、光、网、储等多源供电,所带来的新能源出力波动,消纳率降低等问题。通过构建基于移动储能装置的多源融合岸电协调运行模型,将岸电子系统通过公共母线互联实现闭环运行。提出了岸电分层分布式运行优化策略,通过边缘计算技术实现对各分布式子系统的实时就地协调,减小因预测误差,出力波动性带来的弃风弃光问题。基于电网的分时电价机制,通过移动储能的“谷充峰放”和“转移消纳”的工作模式实现岸电能源的优化调配技术,达到平抑分布式能源出力波动,提高岸电系统的经济性与可再生能源消纳率的效果。同时也为建立港口岸电系统互联运营的优化平台打下良好的基础。

海上油田群新型电力系统的构建路径与关键技术

为满足油田用电需求、摆脱进口燃机依赖、践行国家“双碳”战略,海上油田群电力系统向清洁、低碳、智能化转型成为必然。该文探讨海上油田群新型电力系统的构建路径和关键技术。首先,介绍海上油田群电力系统的发展历程与现状,提出以新能源为主体的低碳、安全、可靠、灵活、智能的海上油田群新型电力系统概念和结构特征。然后,在自发电和岸电两个主要场景下,考虑新能源渗透率、安全稳定、经济性等因素,探讨海上油田群新型电力系统的构建路径。最后,针对构建路径核心问题,提出了系统规划、分析控制、清洁减碳、自发电微网、岸电联网5个方面关键技术,以期为我国海上能源系统的减碳与可持续发展提供参考。

船舶岸电政策下港航企业低碳行为演化研究

为探究港航企业在船舶岸电政策下推进岸电应用的低碳行为演化路径,构建政府、港口企业、航运公司三方参与的演化博弈模型,判断在有限理性条件下各主体决策选择行为的稳定性状态,并通过MATLAB数值仿真分析政策变化对系统演化路径的影响。研究表明:系统存在3个稳定均衡点,分别对应船舶岸电发展过程中的三个阶段,初期、中期、成熟期;政府在推进船舶岸电发展中起主导作用,其积极制定并落实相关政策可促进港航企业选择使用岸电。针对货运码头岸电使用率较低的现状,补贴力度比监管力度作用更强,后期政府应加大对岸电使用的系列补贴。

船舶加装岸电的综合效益评价分析

通过层次分析法与模糊评价法综合评估船舶岸电系统,揭示其显著的环境改善效果和良好的经济回报潜力。构建的评价体系获得专家一致认可,证实岸电技术在综合效益方面的卓越表现。研究为岸电系统的科学实施提供了评价方法和实践指导,展望技术进步和政策支持下,岸电将助力航运业绿色转型。

船舶岸电系统在粮食码头上的应用与发展

本文介绍了绿色港口建设中逐步推广应用的船舶岸电系统,简述了其相关功能、优势及连船操作步骤,并通过实际施工建设案例,重点分析了施工关键节点及注意事项,提出了船舶岸电系统后续发展建议。

82300 DWT多用途船混合电力系统设计应用

针对配置有高压岸电系统、储能系统、轴带发电机以及储能系统等多种能源运行模式复杂实船设计及应用情况,以82300多用途船作为研究对象,研究储能系统、高压岸电系统组成、设备配置、系统运行模式要求等方面的内容,同时结合本船甲板的四台吊机的操作负荷情况,通过合理的设置,使其达到最优负荷分配,结果表明,通过合理系统设计、配置,可以满足多种供电设备协调工作,使船舶处于最优供电情况,以减少船舶的排放和能耗损失。

船载高压岸电系统的应用与设计要素分析

船舶靠港期间使用岸电供电可以减少污染气体排放、降低噪声、提高作业效率。高压岸电系统用来实现装卸货等大型作业从港口向船舶提供电力,高压岸电使用过程中对系统的安全性和可靠性要求严格。文章研究船载高压岸电系统组成及主要设计要素,从系统安全性和可靠性的方向重点分析,为后续船舶设计提供参考。

面向内河码头的低压标准化岸电管理系统

针对内河码头数量多、分布广的特点,采用低压标准化岸电管理系统,解决设备规格不统一、用户操作不方便、数据采集不规范等问题,有助于提高港口岸电设备的使用率,从而实现环境污染、噪声污染的减少。基于低压标准化岸电管理系统结构,从管理平台、智能控制单元、岸电设备等方面展开探究,搭建了适用于内河码头的低压岸电设备的综合管理平台,并在上海港大范围推广应用,推进低压标准化岸电的建设及使用。

渤海湾海上电力动力平台暖通空调系统设计研究

海上电力动力平台上设置有大量高压电气设备间等房间,合理的暖通空调系统设计对于设备的安全稳定运行起到重要作用。以渤海湾某岸电工程海上电力动力平台暖通系统设计为例,阐述了系统设计标准、设计原则和设计方案。实践结果表明,设计原则和设计方案合理可行,可为后续海上电力动力平台暖通空调系统设计提供参考。

多通道并联无线岸电系统扰动抑制技术研究

输入输出均并联型多通道无线岸电系统可通过模块化叠加实现舰船岸电大功率传输,解决单通道功率受限问题.但在模块生产、安装及运行过程中难免产生参数差异和扰动,进而将引起岸电输出电压不稳定,影响无线岸电系统可靠运行.为此,首先给出多通道并联无线岸电系统电路拓扑,建立了以逆变器移相角为输入、目标负载功率为输出的多通道并联无线岸电系统模型,采用能量-相角的方法降低系统阶数,建立系统小信号模型,基于Trapezoidal阶梯双线性逼近法设计了系统控制器,分别研究通道耦合器参数差异、系统直流输入电压扰动、负载扰动三种工况,通过Matlab仿真和实验验证了参数差异及参数扰动下控制器效果,结果表明控制器在三种扰动工况下均有较好的控制效果,保证了多通道岸电系统的稳定运行,该技术对大功率无线岸电系统的设计与应用提供了技术支撑.

基于虚拟同步发电机的岸电并网控制策略

在船舶岸电系统中,当船岸并网预同步切换或负载功率变化时,冲击电压、冲击电流及频率扰动等因素直接影响并网后的系统稳定性。针对此问题,研究一种虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)的岸电电源逆变器控制策略,在传统控制算法中,增加转动惯量控制和阻尼控制以抑制频率变化,用下垂特性模拟同发电机的调速控制和励磁控制,从而实现并网过程的平滑切换。通过对低压船舶岸电并网控制系统的仿真实验分析,结果表明所研究的VSG控制策略能有效抑制并离网过程和负载突变时的电压和电流突变,提高了岸电系统的稳定性。

基于智能自学习控制的船舶微电网预同步控制策略

针对船舶靠港期间微电网并网预同步控制过程的频率偏移越限问题,提出一种基于智能自学习控制的船舶微电网预同步控制策略。首先,通过利用已知虚拟同步发电机输出相角计算船舶微电网与船舶主电网之间的相位差。然后,基于改进的动态线性化方法将离散后相位差非线性系统转化为紧格式局部线性化数据模型。之后,根据数据模型设计智能自学习虚拟同步发电机预同步控制算法。最后,通过船舶虚拟同步发电机预同步过程中功频下垂系数的自适应调整避免船舶微电网输出频率的偏移越限。通过对比仿真实验,所提控制策略可实现快速平滑的并网预同步控制并有效规避了频率越限,实现了船舶本地异步电机负载的正常稳定工作,验证了该控制策略应用于靠港船舶微电网的优越性和精确性。

新能源接入港口岸电系统设计与仿真

港口再生资源丰富,新能源接入港口岸电系统的研究对于响应“绿色港口”建设和提高新能源消纳比例具有重要意义。为此,文中提出一种直流微网式新能源港口岸电系统。首先,分别建立光伏发电系统、风力发电系统、储能系统和市电系统仿真模型,并详细介绍各系统的工作原理与控制方法;然后,为提高新能源进入港口岸电系统比例,提出一种新能源岸电系统能量调控策略;最后,通过仿真验证其在孤岛模式与并网模式下的功能。结果表明,所提系统具有较强的动静态性能,能够满足船舶负载的功率需求。

适用于岸电系统的逆功率及故障控制策略

为抑制岸电系统中并网时由于岸船两侧电压幅值、频率差引起逆功率现象,以及防止故障时由于电压跌落导致的船舶脱网,文章提出基于岸电系统的运行特点的逆功率保护控制策略与故障控制策略。通过分析不同逆功率现象产生的原因,结合岸电系统的预同步控制与下垂控制策略,调整岸侧变频电源幅值、频率,以完成对逆功率的快速抑制;根据故障时的电压跌落程度,调整岸侧变频电源中电流内环控制的电流参考值,增加岸侧输出的无功功率,以支撑合闸点电压恢复,快速恢复对船侧负荷的供电。通过Simulink平台搭建岸电系统进行仿真,仿真结果表明了上述两种故障控制策略的正确性,能够有效地抑制合闸时的逆功率现象以及故障后快速恢复对船侧负荷的供电,实现岸电系统的稳定、安全运行。

基于改进NLM的模块化多电平变换器在船舶岸电系统中的应用

随着船舶功率需求的不断增加,船舶岸电系统也从低压岸电系统向高压岸电系统发展,基于模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)设计6.6 kV/60 Hz的船舶高压岸电系统。针对传统最近电平逼近调制(nearest level modulation,NLM)策略下MMC输出电压质量低、环流谐波含量大及船舶岸电系统稳定性差的问题,提出采用改进NLM策略、无差拍环流抑制策略和虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制技术相结合的新型控制方法。对所设计的MMC-VSG船舶岸电系统模型和控制方法进行仿真。仿真结果表明,所提出的控制方法能有效提高船舶岸电系统的电能质量,且系统稳态性能和动态性能良好,可为船舶高压岸电系统的设计提供一定的参考。

船舶岸电系统改造中船岸设备连接方式探讨

为更好地处理船舶在靠泊码头期间带来的大气污染问题,船舶岸电系统改造技术应运而生,电缆作为连接岸电和船电系统的重要设备其作用尤为突出。本文通过比较岸电接用技术中电缆及辅助设备不同安装位置的特点,从电缆选择及岸基辅助设备布置两个方面提出最优方式,既节省了船舶岸电改造费用,又能提高岸电设备的使用效率及安全性能,解决船舶靠泊码头带来的大气污染问题。