基于智能控制的船舶电站低频减载策略优化研究

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随着电力电子技术的不断发展,船舶综合全电力系统受各国的重视程度不断提高,同时对船舶电网安全、稳定的运行提出了更高的要求。其中,针对由外部扰动造成发电机故障或者负载变化,而引起电网系统中产生有功功率缺额,进而影响船舶电网频率稳定性这一问题的研究,并未引起学者的高度重视。本文以双电站船舶电力系统作为研究对象,对船舶频率发生变化时,完成了探索合适的低频减载控制策略的工作。主要内容为以下三部分:第一部分,首先对船舶电力系统的总体结构进行了介绍,建立了船舶电力系统中发电子系统、配电子系统和负载子系统的数学模型。其次在MATLAB/Simulink仿真软件平台上构造双电站船舶电力系统的仿真模型。最后在典型工况的情况下,验证船舶电力系统的暂态稳定性。第二部分,首先对传统的自适应低频减载策略进行了研究,针对传统自适应法具有选择性较差的缺点,将模糊控制加入传统自适应算法,通过建立频率和频率变化率的隶属函数得出负载切除的优先级。然后将传统的和改进后的自适应低频减载控制算法应用于仿真模型中,验证了它们对电网系统频率恢复的有效性,同时证明了改进的自适应低频减载控制算法更加具有优越性。第三部分,首先对潮流算法的数学原理进行了研究,研究中发现由于量测装置存在误差导致潮流算法对控制变量的计算不够精确。本文依据统计学的原理,将加权最小二乘算法加入潮流算法中,提高冗余度进而提高了计算结果的精确度。然后将潮流算法和改进后的潮流算法应用于仿真模型中,最后将改进的潮流算法和改进的自适应法的仿真结果进行对比,证明了改进的潮流算法对频率恢复更加有效。仿真结果表明:本文建立的双电站船舶电力系统仿真模型,满足中国船级社的规范要求;由外部扰动造成负载波动或者发电机组故障引发的电网系统频率降低,应用传统的自适应法低频减载策略可以将电网频率恢复到额定值,同时验证了改进的自适应法对频率恢复更加具有优越性;最后将潮流算法和改进的潮流算法应用于仿真模型中,并且将改进的潮流算法和改进的自适应法的仿真结果进行对比,验证了改进的潮流算法更加具有快速性和经济性。
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