基于直流电网的异步发电控制策略研究
Research on Control Strategy of Asynchronous Generation for DC Grids
随着船舶电力系统的发展,对船舶性能提出了操作更便捷、控制更可靠、航行更安全和更节能的要求,为应对诸多高层次的要求,以船载直流电网为核心的船舶直流综合电力系统逐渐发展起来.在船载直流电网大发展的趋势下,本文针对基于直流电网的可变速异步发电系统,以降低油耗和稳定可靠为目的,对其综合控制策略展开研究.船载直流电网的异步发电系统控制策略研究,本文主要从以下几个方面展开:(1)给出基于船载直流电网的异步变速发电系统结构,并详细阐述柴油机与调速器、异步电机做发电用、电力电子变换器等主要设备的数学模型.(2)对某典型柴油机型万有特性曲线进行研究,深入剖析了转矩、转速和功率以及油耗率之间的关系;提出一种分段线性拟合方法对各变量曲线进行数学解析,为控制策略的实现提供了条件.(3)以柴油发电机组为对象,结合万有特性解析,就其变转速节油运行问题,提出分级阶跃变转速控制策略.利用该策略进行机组全功率范围内的转速规划;可有效解决发电机组恒定转速在中低功率运行时油耗率过高的问题.(4)针对变速发电机组直流电压稳定的问题,从直流侧功率平衡出发,引入以直接转矩控制策略为基础,以瞬时电磁转矩调节为目标的变换器瞬时转矩控制策略,可以较好地解决异步发电系统中直流母线电压稳定性控制的问题,具有可靠性.(5)为研究直流电网多机并联运行的功率分配问题,以交流电网功率分配策略为基础,设计直流电网的功率-电压(P-U)下垂控制特性,可以自主实现直流电网的功率均分,为直流电网功率均分控制方法提供了一定的理论依据.(6)利用计算机仿真实验和小比例物理实验等两方面实验对文中所述的控制策略进行验证.通过仿真实验验证变速策略的正确性和节油特性,通过小比例物理实验验证转速和转矩协调控制、下垂控制策略的可行性.
- 作者：
- 杨照宇
- 学位授予单位：
- 中国舰船研究院
- 专业名称：
- 控制理论与控制工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 焦侬
- 中图分类号：
- U665.1
- 关键词：
- 直流电网；转速分级阶跃；瞬时转矩控制；下垂控制
- Hierarchical Stepwise Variable Speed; Instantaneous Torque Control; Droop;