船舶电力推进系统制动能量回馈利用方法研究.pdf

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1、第37卷第12期2015年12月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．37，No．12Dec．，2015船舶电力推进系统制动能量回馈利用方法研究杨诚，杨祥国，陈辉，林治国，陶烽伟，田晶，丰浩宇(武汉理工大学能源与动力工程学院，湖北武汉430063)摘要：在船舶电力推进系统中，制动能量的回馈会造成泵升电压，过高的泵升电压会对变频调速系统造成不良影响，甚至会影响到整个船舶电网系统的正常工作。因此，采用一定方法处理这部分能量相当重要。在传统电力推进船舶中，制动能量的回馈大多采用制动电阻对其进行快速消耗处理，回馈能量将被消耗，不能再

2、生利用。对此提出双向变流控制技术，将船舶制动时产生的大量能量回馈到船舶电网进行再利用。该方法不仅可以避免泵升电压带来的危害，而且对提高电力推进船舶的能效利用率，推动“绿色船舶”的发展具有重要的意义。关键词：船舶电力推进系统；制动能量；双向变流控制中图分类号：U664．14文献标识码：A文章编号：1672—7649(2015)12—0089—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2015．12．018Themethodofresearchonshipelectricpropulsionsystemusingthebrakingene

3、rgyfeedbackYANGCheng，YANGXiang—guo，CHENHui，LINZhi—guo，TAOFeng-wei，TIANLei，FENGHao—yu(SchoolofEnergyandPowerEngineeringofWuhanUniversityofTechnology，Wuhan430063，China)Abstract：Inmarineelectricpropulsionsystem，thefeedbackofbrakingenergycanleadtopumpliftvoltage，itisharmfultothevaria

4、blefrequencyspeedregulationsystem，andevenaffectsthenormalworkofthewholegridsystem．Therefore，itmusttakecertainmethodtoconsumetheenergy．Intraditionalmarineelectricpropulsionsystem，italwaysusesthebrakingresistancetoconsumethefeedbackofenergy，butitcannotbereused．Itproposestheusageofv

5、ariableflowcontroltechnology．Thelargeamountsofbrakingenergywillbereusedinthisway．Themethodcanimprovetheefficiencyoftheutilizationrateofelectricpropulsionsystem，andhasthevitalsignificancetopromotethedevelopmentofthe‘greenship’。Keywords：shipelectricpropulsionsystem；brakingenergy；va

6、riableflowcontrol0引言随着电力电子技术的日趋成熟，电力电子技术与大功率交流电机变频调速技术在船舶得到了广泛的应用。电力推进船舶与传统推进系统船舶相比具有效率高，灵活性强等优点，所以船舶电力推进技术的发展在国内外受到了高度重视，并成为了今后船舶行业的重点研究和发展对象⋯。对于经常启停和变速的交直交变频器驱动的船舶电力推进系统而言，在制动过程中电动机处于再生制动状态，电动机转子、船体本身和螺旋桨由于惯性而具有巨大的机械能，可以将其转化为电能后回馈利用旧1。但传统的交直交变频器，因为其整流环节采用的是不可全控的晶闸管，没有逆变功能。因此其电路

7、仅具有能量的单向流动性，回馈能量不能注入电网。对此，本文提出了三电平四象限变流控制技术在船舶电力推进系统中的利用。该方法实现了双向变流，旨在通过并网技术将船舶的回馈能量回馈到船舶电网中，实现能量回馈利用。这大大减少了能量的消耗，有利于“绿色船舶”的发展，收稿日期：2015—07—14；修回13期：2015—09—20基金项目：湖北省自然基金资助项目(2014CFB843)作者简介：杨诚(1990一)，男，硕士研究生，主要研究方向为船舶系统仿真与控制。·90·舰船科学技术第37卷但目前国内外对船舶电力推进制动能量的回馈研究很少。l制动能量回馈回收方法目前，

8、国内外对制动能量的回收方法主要有电阻消耗型、电容储能型、逆变回馈型、飞轮储能型4