多源船舶岸电系统设计与仿真

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船舶靠港后使用岸电取代船上的辅机为负载供电可以有效控制港口的污染排放。在一些市电接入困难或市电不稳定的边远港口,风、光发电接入的多源岸电技术研究有助于船舶岸电的推广应用。论文对多源船舶岸电系统进行了研究,设计了风、光发电和LNG燃气发电等多种供电方式的岸电系统,建立了多源岸基电源的仿真模型,并对控制策略和船岸并网过程进行了系统仿真分析。论文主要工作如下:(1)风光多源可增容岸电结构设计。分析了船舶岸电系统的整体结构,设计了风光多源可增容岸电系统,可根据船舶负载需求实现岸电容量的逐级增容;建立了风力发电和光伏发电电源的仿真模型,研究建立了多源岸电并离网操作流程以及整体仿真系统。(2)风光多源岸基电源设计。针对应用需求对光伏电源和风力电源进行了选型配置研究,并对光伏电池进行了建模与仿真分析;在此基础上研究设计了风光储能系统,为提高储能系统蓄电池健康状态的准确监测,设计了一种基于灰色模型和RBF神经网络的蓄电池SOH实时估算系统。(3)船舶岸电并网控制系统仿真。研究建立了岸电和船舶电力的数学模型及仿真结构模型,分析了岸电的并网条件、并网流程及无缝并网原理,研究了基于虚拟同步发电机和下垂控制的并网控制方法,对岸电并网逆变器的进行了建模分析和控制仿真,通过对船岸并网控制策略及多源岸电并网控制方法的仿真,验证了控制模型的正确性和稳定性。(4)移动式LNG岸电系统设计与仿真。采用燃汽轮机发电机组作为岸基电源,设计了燃气轮机转速控制、加速度控制、温度控制、燃料控制等各环节的数学模型,搭建了移动式岸电的仿真模型,对移动式LNG岸电的并网控制策略以及并网、离网过程进行了仿真分析和验证。
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