船舶柴油發(fā)電機(jī)組的建模與運(yùn)行仿真研究.pdf

1、船舶柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行過程是電站運(yùn)行的重要組成部分。并聯(lián)運(yùn)行的柴油發(fā)電機(jī)組數(shù)量決定了船舶電站的容量。并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性與船舶電站的穩(wěn)定性密切相關(guān)。建立能準(zhǔn)確反映柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型對電站的運(yùn)行控制、仿真和性能分析都具有重要意義。
　　 柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行過程的研究涉及到柴油發(fā)電機(jī)的模型、并聯(lián)運(yùn)行控制模型、電力負(fù)荷模型等的建立。其中，柴油發(fā)電機(jī)模型盡管存在一些不同的建模方法，但大多數(shù)僅限于單臺模型仿真。本文以柴油發(fā)電機(jī)模型為

2、核心，建立了多臺柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型。
　　 本文以“育鯤”輪的船舶電站為參考對象，分別建立了柴油發(fā)電機(jī)模型、電力負(fù)荷模型，并聯(lián)運(yùn)行控制系統(tǒng)模型。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了并聯(lián)運(yùn)行過程的仿真模型，以Matlab/simulink為仿真工具，進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果與實(shí)船測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比。
　　 同步發(fā)電機(jī)模型是柴油發(fā)電機(jī)組模型的重要組成部分，對計(jì)算精度和仿真實(shí)時(shí)性有很大影響。本文充分考慮定子暫態(tài)對動態(tài)性能的影響，改進(jìn)

3、同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，引入七階狀態(tài)方程組，提高了動態(tài)仿真精度。對柴油發(fā)電機(jī)加載、卸載及壓縮空氣起動過程進(jìn)行仿真，結(jié)果符合實(shí)際情況，也驗(yàn)證了模型的正確性。
　　 在簡化參數(shù)的條件下，建立對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性影響最大的電動機(jī)負(fù)荷模型。在統(tǒng)一坐標(biāo)下，采用派克變換，將變阻抗方法運(yùn)用到柴油發(fā)電機(jī)組狀態(tài)方程組中，避免求解微分代數(shù)方程組，提高運(yùn)算速度。采用simulink組件進(jìn)行了仿真，得到了滿意的結(jié)果。
　　 分析了并聯(lián)運(yùn)行過程中同步的

4、物理規(guī)律和特點(diǎn)，根據(jù)并聯(lián)運(yùn)行控制原理，提出了并聯(lián)運(yùn)行過程中負(fù)載轉(zhuǎn)移仿真方法。定義了“并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定度”來表示并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定程度，并分析了并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定性。考慮計(jì)算精度與仿真實(shí)時(shí)性的矛盾，進(jìn)一步簡化模型，并將其運(yùn)用到船舶電站模擬器上。
　　 柴油發(fā)電機(jī)組的建模與運(yùn)行仿真是船舶電站研究的一個(gè)重要領(lǐng)域，文中改進(jìn)了同步發(fā)電機(jī)模型，引入了變阻抗方法建立電動機(jī)負(fù)荷模型，提出了柴油發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行過程的數(shù)學(xué)模型，首次提出并定義了并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定度的新概