电力推进系统对船舶电网稳定的影响研究

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1、分类号：UDC：密级：编号：工学硕士学位论文电力推进系统对船舶电网稳定的影晌研究硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：杨琳张利军教授硕士研究生电力系统及其自动化自动化学院2009年12月2010年03月哈尔滨工程大学ClassifiedIndex：U661．43PU．D．C：●、IIlllllllllll[1ll[1llY1808231ADissertationfortheDegreeofD．Eng1hln●l·-lJ■Kesearcll0ImarlneelectricalnetW0rKstabilizationinfluence

2、dbytheelectricDr0DUlSlonsystem-’Candidate：YangLinSupervisor：Prof．ZhangLijunAcademicDegreeAppliedfor：MasterOfDegreeSpeciality：PowerSystemandAutomationDateofSubmission：December2009DateofOralExamination：March2010University：HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成

3、的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：杨觚日期：如Io年弓月睁日学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学

4、位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第～署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(面在授予学位后即可口在授予学位12个月后口解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。，1曩一．h’h作者(签字)：杨献导师(签字)：＼缈剁、X日期：矽f口年弓月／佃埘口年乡月徊哈尔滨T程大学硕十学位论文摘要船舶电力系统是一个独立的电力系统，它的发电机容量相对较小，而负载容量相对较大，因此大功率的负载波动必然会对船舶电网的稳定造成很大的影响。特别是电力推进系统，它的容量常常占到发电机容量的60％以上，是船舶电力系统中

5、最主要的负载。由于推进系统经常工作在不同的工况下，负荷波动更为频繁和明显，因此研究它的运行对船舶电网的影响更具有现实意义。对系统电压稳定性进行研究是船舶电力系统稳定分析的一个重要组成部分，也是本文的主要研究工作。本文的研究同时涉及了发电机、推进电机和螺旋桨的动态特性，对发电机及其控制系统和电力推进系统进行分别建模，最后实现对船舶电力系统的组合仿真。首先，对系统中重要组成部分进行建模：(1)考虑到螺旋桨负载工作时对推进电动机的扰动，建立采用矢量控制方法和SVPWM脉宽调制技术的的永磁同步电动机控制系统模型。(2)考虑到船舶运动与螺旋桨的关系及船．桨之间的相互影响，建立统一的船．桨系统模型。

6、(3)考虑到系统负载波动对发电机端电压的影响和电力系统电压稳定的要求，在建立发电机及其控制系统模型时采用PID闭环控制的励磁控制环节，形成了主电和控制一体的电源模型。然后在MATIAB／SIMULINK环境下分别对电力推进系统和发电机励磁控制系统进行动态的仿真并分析其性能。最后，将“电源"模型和“负载"模型进行连接，对发电机端电压在电力推进系统全速起动、分级起动、直接制动、分级制动和直接倒车等工况下的变化情况进行综合仿真。关键词：数学建模；电力推进系统；矢量控制；船一桨系统；电压稳定q●ABSTRACTShipelectricpowersystemisastand-alonepowers

7、ystem，whichhassmallgeneratingcapacityandlargeloadcapacityrelatively．TherewillbegreatlyaffeCtedwiththeloadfluctuationsinthestabilityoftheelectricitygrid．Electricpropulsionsystemisthemostimportantloadinshippowersystem，ac