船舶直流微电网的分层控制
发布时间：2022-01-22 18:52
随着新能源技术和电力电子技术的不断发展,新能源在船舶上的应用,受到了越来越多的关注。而直流（direct current, DC）微电网在船舶上的应用,是新能源更有效率地接入船舶电力系统的关键技术之一。旨在介绍针对直流微电网中电压、功率的不稳定、不平衡导致的电能质量问题,以及目前对该类问题的分层控制方法,并对控制方法进行分析和比较,总结出未来分层控制的发展方向。
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(27)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
船舶微电网结构
交流微电网发展时间较长,所以可以沿用交流设备,保护技术相对成熟。但由于电力电子技术的发展,越来越多的负载与储能装置采用直流电。因此,学者们更加关注船舶直流微电网[14],船舶直流微电网减少交流微电网中的部分能量转换过程,并且没有谐波问题,减少了控制复杂程度[15-16]。如图2所示,为典型船舶直流微电网结构,图2中DC-BUS为直流微电网配电板。发电单元、储能装置、负荷都通过电力电子器件连接到微电网直流母线上,由于直流的特性,微电网的功率稳定取决于直流母线的电压稳定。其中,风力发电单元以及应急柴油发电机通过AC/DC单向变换器,光伏发电单元以及燃料电池通过DC/DC单向变换器接入母线,因此,这四类单元仅作为发电单元,向母线传输电能。储能装置一般包括超级电容或者蓄电池,通过DC/DC双向变换器连接至母线,既可以作为电源供电,又可以作为负载储能。负载包括部分重要船舶直流负荷,通过DC/DC单向变换器接入母线,仅能作为负荷消耗电能。微电网整体通过应急电网通过DC/AC双向变换器接入主电网,当主电网供能故障,不足以维持重要负荷时,微电网作为电源向主电网供能;当主电网电能需求较少时,微电网作为储能单元进行充能。
如图2所示,为典型船舶直流微电网结构,图2中DC-BUS为直流微电网配电板。发电单元、储能装置、负荷都通过电力电子器件连接到微电网直流母线上,由于直流的特性,微电网的功率稳定取决于直流母线的电压稳定。其中,风力发电单元以及应急柴油发电机通过AC/DC单向变换器,光伏发电单元以及燃料电池通过DC/DC单向变换器接入母线,因此,这四类单元仅作为发电单元,向母线传输电能。储能装置一般包括超级电容或者蓄电池,通过DC/DC双向变换器连接至母线,既可以作为电源供电,又可以作为负载储能。负载包括部分重要船舶直流负荷,通过DC/DC单向变换器接入母线,仅能作为负荷消耗电能。微电网整体通过应急电网通过DC/AC双向变换器接入主电网,当主电网供能故障,不足以维持重要负荷时,微电网作为电源向主电网供能;当主电网电能需求较少时,微电网作为储能单元进行充能。3 船舶直流微电网控制技术
【参考文献】：
期刊论文
[1]分散自律架构下微电网功率管理研究[J]. 韩蕾. 机电信息. 2019(23)
[2]基于电导增量法与改进粒子群算法混合控制的最大功率点跟踪策略[J]. 徐建国,王海新,沈建新. 可再生能源. 2019(06)
[3]基于改进粒子群优化算法光伏阵列多峰值MPPT的研究[J]. 王硕禾,郑俊观,陈祖成,张立园. 可再生能源. 2019(06)
[4]萤火虫算法的改进及其在光伏MPPT中的应用[J]. 武新雯,李虹,刘立群,张聪明. 太原科技大学学报. 2019(03)
[5]一种基于下垂控制的单相并网逆变器设计[J]. 龚涛. 机电设备. 2019(03)
[6]一种改进型电导增量法MPPT控制策略仿真研究[J]. 卢超. 信息技术. 2019(03)
[7]基于遗传算法的微电网优化调度[J]. 储海兵. 工业控制计算机. 2019(02)
[8]微网储能系统的自补偿动态下垂控制策略研究[J]. 彭瑞,张杰. 现代电力. 2019(03)
[9]基于粒子群算法的微电网实时功率均分的改进下垂控制策略[J]. 李欣煜,周建萍,李泓青,王涛,张纬舟,茅大钧. 高电压技术. 2018(10)
[10]基于风光互补技术的船舶微电网监控系统设计[J]. 燕居怀,谭银朝,狄乐蒙. 中国水运(下半月). 2018(03)
博士论文
[1]考虑稳定性的微电网经济运行优化策略研究[D]. 闫秉科.武汉大学 2016
[2]低压直流微电网运行控制与优化配置研究[D]. 王盼宝.哈尔滨工业大学 2016
[3]微电网分层控制及其电能质量改善研究[D]. 黎金英（LE KIM ANH）.华北电力大学 2015
硕士论文
[1]光储直流微电网变换器自主下垂与模型预测控制策略研究[D]. 张凯涛.西安理工大学 2018
[2]基于改进遗传算法的微电网优化调度[D]. 李珂明.西安理工大学 2018
[3]直驱式永磁风力发电系统最大功率跟踪研究[D]. 王武兴.西安理工大学 2017
[4]风光储直流微电网协调控制研究[D]. 赵丹阳.西南交通大学 2015
[5]基于新型爬山搜索算法的最大功率点跟踪控制研究[D]. 王鹏.北京交通大学 2014
[6]风光蓄交流微电网的控制与仿真研究[D]. 曹增杰.太原理工大学 2012
[7]基于DC/DC变换器的分布式MPPT光伏系统研究[D]. 邵卫超.华北电力大学 2012
[8]混合储能系统控制策略与容量配置研究[D]. 谢石骁.浙江大学 2012
[9]光伏发电系统MPPT控制方法的研究[D]. 王岩.华北电力大学（河北） 2007
本文编号：3602720
【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(27)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
船舶微电网结构
交流微电网发展时间较长,所以可以沿用交流设备,保护技术相对成熟。但由于电力电子技术的发展,越来越多的负载与储能装置采用直流电。因此,学者们更加关注船舶直流微电网[14],船舶直流微电网减少交流微电网中的部分能量转换过程,并且没有谐波问题,减少了控制复杂程度[15-16]。如图2所示,为典型船舶直流微电网结构,图2中DC-BUS为直流微电网配电板。发电单元、储能装置、负荷都通过电力电子器件连接到微电网直流母线上,由于直流的特性,微电网的功率稳定取决于直流母线的电压稳定。其中,风力发电单元以及应急柴油发电机通过AC/DC单向变换器,光伏发电单元以及燃料电池通过DC/DC单向变换器接入母线,因此,这四类单元仅作为发电单元,向母线传输电能。储能装置一般包括超级电容或者蓄电池,通过DC/DC双向变换器连接至母线,既可以作为电源供电,又可以作为负载储能。负载包括部分重要船舶直流负荷,通过DC/DC单向变换器接入母线,仅能作为负荷消耗电能。微电网整体通过应急电网通过DC/AC双向变换器接入主电网,当主电网供能故障,不足以维持重要负荷时,微电网作为电源向主电网供能;当主电网电能需求较少时,微电网作为储能单元进行充能。
如图2所示,为典型船舶直流微电网结构,图2中DC-BUS为直流微电网配电板。发电单元、储能装置、负荷都通过电力电子器件连接到微电网直流母线上,由于直流的特性,微电网的功率稳定取决于直流母线的电压稳定。其中,风力发电单元以及应急柴油发电机通过AC/DC单向变换器,光伏发电单元以及燃料电池通过DC/DC单向变换器接入母线,因此,这四类单元仅作为发电单元,向母线传输电能。储能装置一般包括超级电容或者蓄电池,通过DC/DC双向变换器连接至母线,既可以作为电源供电,又可以作为负载储能。负载包括部分重要船舶直流负荷,通过DC/DC单向变换器接入母线,仅能作为负荷消耗电能。微电网整体通过应急电网通过DC/AC双向变换器接入主电网,当主电网供能故障,不足以维持重要负荷时,微电网作为电源向主电网供能;当主电网电能需求较少时,微电网作为储能单元进行充能。3 船舶直流微电网控制技术
【参考文献】：
期刊论文
[1]分散自律架构下微电网功率管理研究[J]. 韩蕾. 机电信息. 2019(23)
[2]基于电导增量法与改进粒子群算法混合控制的最大功率点跟踪策略[J]. 徐建国,王海新,沈建新. 可再生能源. 2019(06)
[3]基于改进粒子群优化算法光伏阵列多峰值MPPT的研究[J]. 王硕禾,郑俊观,陈祖成,张立园. 可再生能源. 2019(06)
[4]萤火虫算法的改进及其在光伏MPPT中的应用[J]. 武新雯,李虹,刘立群,张聪明. 太原科技大学学报. 2019(03)
[5]一种基于下垂控制的单相并网逆变器设计[J]. 龚涛. 机电设备. 2019(03)
[6]一种改进型电导增量法MPPT控制策略仿真研究[J]. 卢超. 信息技术. 2019(03)
[7]基于遗传算法的微电网优化调度[J]. 储海兵. 工业控制计算机. 2019(02)
[8]微网储能系统的自补偿动态下垂控制策略研究[J]. 彭瑞,张杰. 现代电力. 2019(03)
[9]基于粒子群算法的微电网实时功率均分的改进下垂控制策略[J]. 李欣煜,周建萍,李泓青,王涛,张纬舟,茅大钧. 高电压技术. 2018(10)
[10]基于风光互补技术的船舶微电网监控系统设计[J]. 燕居怀,谭银朝,狄乐蒙. 中国水运(下半月). 2018(03)
博士论文
[1]考虑稳定性的微电网经济运行优化策略研究[D]. 闫秉科.武汉大学 2016
[2]低压直流微电网运行控制与优化配置研究[D]. 王盼宝.哈尔滨工业大学 2016
[3]微电网分层控制及其电能质量改善研究[D]. 黎金英（LE KIM ANH）.华北电力大学 2015
硕士论文
[1]光储直流微电网变换器自主下垂与模型预测控制策略研究[D]. 张凯涛.西安理工大学 2018
[2]基于改进遗传算法的微电网优化调度[D]. 李珂明.西安理工大学 2018
[3]直驱式永磁风力发电系统最大功率跟踪研究[D]. 王武兴.西安理工大学 2017
[4]风光储直流微电网协调控制研究[D]. 赵丹阳.西南交通大学 2015
[5]基于新型爬山搜索算法的最大功率点跟踪控制研究[D]. 王鹏.北京交通大学 2014
[6]风光蓄交流微电网的控制与仿真研究[D]. 曹增杰.太原理工大学 2012
[7]基于DC/DC变换器的分布式MPPT光伏系统研究[D]. 邵卫超.华北电力大学 2012
[8]混合储能系统控制策略与容量配置研究[D]. 谢石骁.浙江大学 2012
[9]光伏发电系统MPPT控制方法的研究[D]. 王岩.华北电力大学（河北） 2007
本文编号：3602720
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