多能源船舶微网功率分配控制策略研究
本文选题:多能源 + 微网 ; 参考:《集美大学》2016年硕士论文
【摘要】:面对日益严峻的能源问题以及环境污染问题,绿色新能源船舶成为未来船舶发展的重要方向,在新能源领域里,太阳能是最有潜力大规模应用的绿色能源。随着电力电子技术的不断进步以及光伏电池转换效率的逐渐提高,太阳能光伏发电在船舶上具有广阔的应用前景。然而,由于太阳能的间歇性、船舶的面积、空间以及航行区域大的特点,在大型远洋船舶上,仅仅依靠太阳能提供能源是不能满足全船负载需求功率,而在一些小型游览船舶上,为了保证船舶供电的可靠性,也必须增加传统的柴油发电机电源。因此,采用柴油发电、太阳能发电及锂电池的储能构成的船舶电力微网是多能源船舶电力系统的发展方向之一。船舶在水面上航行时,工况多变,因而船用微网电力系统的功率需求也随之改变。为实现多能源供电与船舶实时工况间的功率匹配,需开发合理的能量管理控制策略,调节各发电单元功率的分配。合理的能量管理策略能够解决新能源利用的瓶颈问题,延长设备使用寿命,提高供电的可靠性。因此,在相关课题的支持下,本文针对由太阳能、锂电池组以及柴油发电机组成的多能源船舶电力系统,研究多能源船舶在复杂工况下的功率分配控制策略,提高多能源船舶的能量利用率,主要工作如下:1、根据太阳能发电系统和磷酸铁锂电池的发电特性,设计完成由太阳能、磷酸铁锂电池以及柴油发电机三种能源组成的船舶微网系统的拓扑结构,并提出相应的功率分配控制策略。2、研究建立太阳能、磷酸铁锂电池、柴油发电机组以及所提出的功率分配策略的模型,最终建立一类多能源船舶微网电力系统的仿真模型并进行相应的仿真实验验证。3、根据仿真结果,研发能量管理及系统控制软件,搭建多能源船舶实验平台,实现系统集成技术的开发。4、结合提供的原型船,应用开发多能源船舶系统集成技术及相应的控制策略,实现开发技术的实船应用。
[Abstract]:In the face of increasingly severe energy problems and environmental pollution, green new energy ships become an important direction of ship development in the future. In the field of new energy, solar energy is the most potential large-scale application of green energy. With the development of power electronics technology and the improvement of conversion efficiency of photovoltaic cells, solar photovoltaic power generation has a broad application prospect on ships. However, because of the intermittent nature of solar energy, the large area, space and navigation area of the ship, in large ocean-going ships, it is not possible to meet the load demand of the whole ship by relying solely on solar energy to provide energy. In order to ensure the reliability of the ship's power supply, the traditional diesel generator power supply must be added. Therefore, the marine power microgrid composed of diesel power generation, solar power generation and lithium battery energy storage is one of the development directions of multi-energy marine power system. When the ship is sailing on the water, the working conditions are changeable, so the power demand of the marine micro-grid power system also changes. In order to realize the power matching between multi-energy power supply and ship real-time operation, a reasonable energy management control strategy should be developed to regulate the power distribution of each generation unit. Reasonable energy management strategy can solve the bottleneck problem of new energy utilization, prolong the service life of equipment and improve the reliability of power supply. Therefore, under the support of related topics, this paper studies the power distribution control strategy of multi-energy ships under complex working conditions for multi-energy ship power system composed of solar energy, lithium battery pack and diesel generator. To improve the energy efficiency of multi-energy vessels, the main work is as follows: 1. According to the characteristics of solar power generation systems and lithium iron phosphate batteries, they are designed and completed by solar energy. The topological structure of marine microgrid system composed of lithium iron phosphate battery and diesel generator, and the corresponding power distribution control strategy .2. the establishment of solar energy and lithium iron phosphate battery is studied. Finally, the simulation model of a kind of multi-energy ship micro-grid power system is established, and the corresponding simulation experiments are carried out to verify the model. According to the simulation results, the model of the diesel generator set and the proposed power allocation strategy is established. Research and development of energy management and system control software, build multi-energy ship experimental platform, realize the development of system integration technology .4. combine with the prototype ship, develop multi-energy ship system integration technology and corresponding control strategy. Realize the application of development technology in real ship.
【学位授予单位】:集美大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U665.12
【参考文献】
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,本文编号:2079986
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