船舶电力推进系统直流侧母线电压的稳定控制策略研究

基本信息
批准号:51479042
项目类别:面上项目
资助金额:82.00
负责人:游江
学科分类:
依托单位:哈尔滨工程大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:罗耀华,张敬南,孟繁荣,巩冰,彭辉,范喆,胡永华,周鑫
关键词:
直流母线船舶稳定电力推进系统控制策略
结项摘要

By the intrinsic negative impedance characteristics of ship electric propulsion system and other power converters, voltage sag fault of DC bus and peaks or power drops caused by in-and-out of water of the propeller due to severe sea condition etc., Serious DC bus voltage oscillation may be caused, and it even threaten the security and stability of the whole ship run. From the view of stabilization of interconnected power electronic converters, impedance model will be presented for DC bus voltage stability analysis. The influence and its mechanism of electrical, control and operating parameters change on DC bus voltage stability will be studied. The compensation principle of enhancing the DC bus voltage stability will also be presented. Based on DC side virtual impedance constructing, propulsion motor weakening control under rated frequency and propeller information fusion from dynamic observer, the control strategy design theory of electric propulsion system will be studied for the problems of DC bus voltage drop due to different causes and violent fluctuations of propellers load power in adverse sea conditions. The collaboration and optimization mechanism will be investigated for the three strategies fusion to realize synthetical balance of propulsion performance, DC bus voltage stability and power fluctuations suppression. The research results will help to promote the research and development of high performance control technologies for marine electric propulsion system, and on the propulsion control system design level, it provide a feasible solution to safeguard DC bus voltage stabilization of ship integrated electric propulsion system.

电力推进系统及其它变电装置所固有的负阻抗特性、直流母线可能遭遇的电压跌落以及由于恶劣海况下螺旋桨出/入水等所致的供电功率尖峰波动相互作用,可导致严重的直流母线电压振荡,甚至威胁全船的安全稳定运行。 课题从电力电子变换器互联系统稳定的角度出发,建立直流母线电压稳定性分析的阻抗模型;就相关电气、控制和运行参数变化对直流母线电压稳定性的影响及作用机理进行研究;明确提升直流母线电压稳定性的补偿机理;针对不同成因的直流母线电压跌落和螺旋桨负载剧变所致的功率波动问题,研究以虚拟阻抗构造、基频下推进电机弱磁调节和螺旋桨动态观测信息融合为基础的推进系统控制策略设计理论;以推进性能、直流母线电压稳定和功率波动抑制性能综合平衡为目标,研究三种策略融合的协作优化机制。 研究成果有助于推动船舶电力推进系统高性能控制技术的研发,并在控制系统设计层面上为保障船舶综合电力推进系统直流母线电压稳定提供一种可行的解决方案。

项目摘要

电力推进系统及其它变电装置所固有的负阻抗特性、直流母线可能遭遇的电压跌落以及由于恶劣海况下螺旋桨出/入水等所致的供电功率尖峰波动相互作用,可导致严重的直流母线电压振荡,甚至威胁全船的安全稳定运行。.课题从电力电子变换器互联系统稳定的角度出发,研究了级联系统中直流母线电压稳定性分析的阻抗模型;就相关电气、控制和运行参数变化对推进系统直流母线电压稳定性的影响及作用机理进行研究;明确了提升直流母线电压稳定性的补偿机理;针对不同成因的直流母线电压跌落和推进负载变化所致的功率波动问题,以推进性能、直流母线电压稳定和功率波动抑制性能综合平衡为目标,研究了以虚拟阻抗构造、基频下推进电机弱磁调节和直流母线电流观测信息融合为基础的推进系统控制策略设计方法。.研究成果有助于提升船舶电力推进系统高性能控制技术的研发,并在控制系统设计层面上为船舶综合电力推进系统直流母线电压稳定性的分析和稳定控制策略的设计提供技术支持。课题的研究成果还可推广到一般的直流分布式供配电系统的分析和设计中。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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