摘要：在中压直流船舶综合电力系统中,换流器是其关键组成部分,但随着船舶电力系统电压等级的提升,传统换流器已经不能满足系统的需求。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)作为一种新型换流器,可以代替传统换流器。首先对MMC的原理进行介绍,结合中压直流船舶电力系统的参数设计合适的MMC,并从子模块的电容电压波动、系统有功功率响应时间、抑制系统谐振和抑制系统内部环流4个方面对子模块电容和桥臂电感值进行选取,最后经过Matlab/Simulink仿真验证方案的可行性。

摘要：为解决船舶中压直流综合电力推进系统的发电系统带恒功率负载存在的电压不稳定问题,采用基于小信号模型的特征值分析的方法,提出一种恒阻感支路同步发电机电压源(voltage-behind-reactance,VBR)模型结合二极管整流器平均值模型的建模方法,通过加入低通滤波器,解决了系统无法直接构成常微分方程的问题,建立了发电系统非线性常微分方程模型,数字仿真验证了其准确性。基于常微分方程模型建立系统的小信号模型,通过分析平衡点的特征值轨迹的方法实现了发电系统的稳定分析。对系统在不同的输入以及设计参数变化情况下的稳定性进行分析,得到了稳定区域,通过定量的数字仿真和定性分析相结合的方式验证了结果的正确性。

摘要：基于Biot-Savart定律,结合电缆实际敷设状态,分析2~8根单芯中压直流电缆多种排布在通电状态下产生的磁场特征,确定对应最优排布方式,进而研究得到更多对中压直流电缆的优化排布方式。应用结果表明,该排布方式可有效减轻中压直流电缆在通电状态下对船舶磁特性的影响。

摘要：随着中压直流电力系统应用于船舶,中压直流配电板的抗燃弧设计和计算成为急需解决的问题。本文针对船舶配电板的结构特点,借助电弧能量模型,提出并应用了计算流体力学方法,完成了燃弧仿真建模和计算,计算精度相比以往的气体平衡态计算法大幅提高。通过分析计算结果和误差来源,总结了船用中压直流配电板抗燃弧设计要点,并展望未来更为精确的耦合仿真方法。

摘要：针对船舶中压直流综合电力系统,分析系统的结构和特性。给出船舶中压直流综合电力系统的机理模型,包括原动机、发电机、推进电机和四象限负载等。在PLECS软件中建立船舶中压直流综合电力系统的仿真模型,实现了系统起动、加速和突然倒车等正常和极端工况的数字仿真,仿真结果验证了本文所进行的数字仿真研究的正确性,能够为系统的早期设计提供仿真工具。

摘要：为使大功率脉冲负载能够安全地接入船舶中压直流系统,平滑需求脉冲功率,减小脉冲负载造成的母线电压巨幅振荡,提高能量利用率,在对双有源全桥变换器进行输入并联输出串联(InputParallel Output-Series,IPOS)模块化设计的基础上,针对船舶中压直流系统脉冲负载,建立超级电容储能系统.为防止超级电容出现过度充电及过度放电的现象,最大限度地利用其容量,提出最小值功率控制策略.应用MATLAB/Simulink对超级电容正常工作、过度充电和过度放电3种情况进行仿真.仿真结果表明:最小值功率控制策略能够明显减小大功率脉冲负载造成的母线电压巨幅振荡,对超级电容端电压最大值及最小值实现精确限制.

摘要：对于典型中压直流岸电系统,电网或负载的扰动将带来岸电供电不稳定性的问题,从而影响用电安全甚至造成船舶电气设备的损坏。为此,通过系统状态方程建立了岸电系统的小信号模型和时域仿真模型,并对系统进行了小干扰稳定性分析。仿真验证表明:此结构的中压直流岸电系统的稳定性较好,电网侧与负载侧之间的隔离较强,小扰动情况下相互影响较小;负载之间的隔离较强,小扰动情况下相互影响较小;控制参数的设计对系统稳定性影响较大,将直流电压环带宽调节适当增大,锁相环带宽调节适中,可以获得较好的动态响应特性。

摘要：为了实现中压直流4 kV至低压直流710 V的变换,设计了一种应用于舰船中压直流电网中的三电平直流变换器,分析了该变换器的工作原理,设计了滤波元件参数和控制器,并进行了仿真验证。最后,根据设计方案制造了一台实验样机。实验结果表明:设计方案合理可行,该变换器动态性能良好,功率密度和效率均高。

摘要：单相接地故障作为一种常见电气故障,会使船舶中压直流电力系统的直流电压纹波产生畸变,影响系统正常运行。以中压直流电力系统的单相接地故障为背景,研究了整流发电机中性点接地方式对纹波的影响。首先运用对称分量法和开关函数法,分别计算了直流电压的正常纹波次数与故障下纹波次数,并推导出故障下直流电压中交流分量的解析表达式。然后,通过分析绕组间的零序回路,得出了故障绕组零序电压与接地方式之间的关联,从而进一步得到接地方式对直流纹波的影响。最后,通过PSCAD与MATLAB/Simulink仿真软件搭建模型,进行仿真验证,为舰船中压直流系统整流发电机接地方式的选取提供参考依据。

摘要：针对全桥模块化多电平换流器在船舶中压直流(Medium voltage DC, MVDC)电力系统中缺乏系统级的建模与控制问题,本文搭建了基于MMC 的船舶MVDC 电力系统模型,说明了该系统的框架结构与运行原理,提出了电压与无功外环,电流内环的双闭环控制策略,进一步验证了该系统发生直流侧短路故障时的故障限流能力,最后采用直流电压下垂控制并网方案,实现了双机有效的并联运行。通过Matlab/Simulink 的仿真分析,表明该系统具有良好的稳态特性和动态性能。