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船舶电力系统谐波抑制技术研究

发布时间:2018-07-21 20:32
【摘要】:船舶航运业作为一个国家实力的象征,其在近几年内取得的成果令人感到振奋。而随着科技手段的不断提高,船舶业基本告别了以前的人工化时代,迎来了全自动化的时代。在自动化水平提升的同时,也带来了一些附加的问题。例如一些非线性特征的电力电子类装置被广泛地用在了船舶电力系统中。这类设备在使用时将会产生大量的谐波污染电网。针对此问题,分析了目前常见的滤波方案,并在此基础上重点设计了一种基于模糊滑模控制算法的有源电力滤波器。通过在MATLAB/Simulink软件中进行了相关的实验。根据实验结果可以看出在谐波抑制方面取得了不错的效果。本文在分析设计及验证时将内容一共分为五章节,每一章节的内容概括如下:(1)第一章主要介绍了选题的背景和意义、相关技术的国内外发展现状以及论文的研究内容及所采用的方法。(2)第二章首先对船舶电力系统的组成及结构进行具体分析。其次阐述了谐波的定义及相关参数,在此基础上重点分析了船舶电力系统产生谐波的原因及造成的危害,最后分析了不同的谐波治理标准。(3)第三章首先分析了一般不可控电力开关桥式电路的工作原理,在此基础上设计了通过变压器曲折联结移相20°串联三重化构成18整流脉冲电路以及移相15°串联四重化构成24整流脉冲电路。(4)第四章首先设计了一种常用结构的单调谐无源滤波器和高通滤波器。其次本文重点在于分析及设计了一种并联型有源电力滤波器。在设计时主要将它分为谐波电流的精确检测和补偿电流的实时控制两部分。其中谐波电流检测使用了基于瞬时无功功率理论的iqip-电流检测法。在补偿电流控制算法上设计了一种模糊滑模控制算法。该算法以滑模算法为主体,将模糊控制加在切换控制中,用以减小滑模算法带来的抖振影响。(5)第五章首先对实验软件、实验环境、试验参数进行说明,并对船舶电力系统进行建模仿真。在此基础上分别建立主动型谐波抑制方案模型以及被动型谐波抑制方案模型,通过相关分析手段,验证了所设计的滤波方案的可行性。最后根据实际情况,对方案的选择做出了具体的分析。
[Abstract]:Shipping industry as a symbol of national strength, its achievements in recent years is exciting. With the continuous improvement of scientific and technological means, the shipbuilding industry basically bid farewell to the previous artificial era, ushered in the era of full automation. At the same time, the level of automation has also brought some additional problems. For example, some nonlinear power electronics devices are widely used in marine power systems. This kind of equipment will produce a lot of harmonic pollution when it is used. In order to solve this problem, the common filtering schemes are analyzed, and an active power filter based on fuzzy sliding mode control algorithm is designed. The experiment was carried out in MATLAB / Simulink software. According to the experimental results, we can see that the harmonic suppression has achieved good results. The content of each chapter is summarized as follows: (1) the first chapter mainly introduces the background and significance of the topic. The domestic and foreign development of related technologies and the research contents and methods adopted in this paper. (2) Chapter 2 analyzes the composition and structure of ship power system. Secondly, the definition and related parameters of harmonics are introduced. On this basis, the causes and hazards of harmonic generation in marine power system are analyzed. Finally, different harmonic control standards are analyzed. (3) in chapter 3, the working principle of general uncontrollable power switch bridge circuit is analyzed. On the basis of this, 18 rectifier pulse circuit is designed by twists and turns 20 掳series triplet of transformer and 24 rectifier pulse circuit is composed of phase shift 15 掳series quadruple circuit. (4) in chapter 4, a single commutated pulse circuit with common structure is designed at first. Tuned passive filters and high pass filters. Secondly, this paper focuses on the analysis and design of a shunt active power filter. It is mainly divided into two parts: accurate detection of harmonic current and real-time control of compensating current. The iqip-current detection method based on instantaneous reactive power theory is used in harmonic current detection. A fuzzy sliding mode control algorithm is designed for compensating current control algorithm. The fuzzy control is added to the switching control to reduce the buffeting effect of the sliding mode algorithm. (5) in chapter 5, the experimental software, the experimental environment and the experimental parameters are explained firstly. The ship power system is modeled and simulated. On this basis, the active harmonic suppression scheme model and the passive harmonic suppression scheme model are established, respectively. The feasibility of the designed filtering scheme is verified by correlation analysis. Finally, according to the actual situation, the selection of the program made a specific analysis.
【学位授予单位】:江苏科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U665.1

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本文编号:2136776

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