一种基于虚拟电容控制的舰船脉冲负载供电系统动态性能优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于虚拟电容控制的船舶脉冲负载供电系统动态性能的优化方法，能够将同步发电机旋转动能通过虚拟惯性与直流系统电容间进行能量转化和惯性支持，给出考虑系统稳定性、动态特性和参数耦合等多种约束条件下虚拟电容边界值的计算方法，在此基础上，根据供电系统中源侧变换器和负载侧变换器的不同功能及能量流动特点，分别采用调节能力和恢复速度二者兼顾的可控虚拟电容控制策略，该方法有效改善系统暂态稳定性并优化电容配置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术针对大功率特殊负载供电结构提供了一种基于自适应虚拟电容控制策略的统动态性能优化方法，具体涉及同步发电机机械动能与直流系统间能量转化关系和虚拟电容的构建方法，并给出考虑系统稳定性、动态特性和参数耦合等多种约束条件下虚拟电容边界值的计算方法，属于船舶电气设计领域。

技术介绍

1、近年来随着我国对远洋探测需求的不断变化以及各类高能探测装备技术的发展，大功率冲击性负载的非线性与瞬态冲击特性明显，因其特殊的功率需求和运行模式，给电力系统的电能质量与安全稳定带来了严峻挑战，尤其是与大电网系统有显著差异的舰船电力系统，电力电子装置作为核心电能变换单元，这类负载对“容量有限、强耦合、相对弱”的独立电力系统运行造成很大影响，包括：1)由于发电机组机电调节控制器响应时间长，系统无法满足脉冲负载瞬时功率需求而产生波动或失稳；2)系统呈现宽频域和低惯性特征，非工频扰动可能引发次同步间谐波问题，破坏系统稳定运行；3)恶化电网电能质量，干扰其它敏感负载。

2、为解决上述问题，一方面通过开展高动态响应升压/降压型变换器拓扑优化工作，降低冲击负载引起的电流纹波，减小本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于虚拟电容控制的船舶脉冲负载供电系统动态性能优化方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于虚拟电容控制的船舶脉冲负载供电系统动态性能优化方法，其特征在于，级联供电系统供电结构为“多脉波变压器+不可控整流+两级互联DC/DC直流变换器”；柴油发电机与中压交流母线相连，通过24脉波移相变压器、不可控整流器、Buck变换器、Boost变换器多级变换装置互联组成的系统给脉冲负载供电；Buck电路和Boost电路分别由滤波电感L1、输入滤波电容C1、功率开关管VT1、续流二极管D1和滤波电感L2、功率开关管VT2、输出二极管D2、输出电容C2构成。通过不同的占空...

【技术特征摘要】

1.一种基于虚拟电容控制的船舶脉冲负载供电系统动态性能优化方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于虚拟电容控制的船舶脉冲负载供电系统动态性能优化方法，其特征在于，级联供电系统供电结构为“多脉波变压器+不可控整流+两级互联dc/dc直流变换器”；柴油发电机与中压交流母线相连，通过24脉波移相变压器、不可控整流器、buck变换器、boost变换器多级变换装置互联组成的系统给脉冲负载供电；buck电路和boost电路分别由滤波电感l1、输入滤波电容c1、功率开关管vt1、续流二极管d1和滤波电感l2、功率开关管vt2、输出二极管d2、输出电容c2构成。通过不同的占空比d进行电路切换来控制buck输出电压v1和boost输出电压vo。

3.如权利要求2所述的一种基于虚拟电容控制的船舶脉冲负载供电系统动态性能优化方法，其特征在于，所述同步发电机机械动能与直流系统间能量转化关系和虚拟电容的构建方法包括：

4.如权利要求3所述的一种基于虚拟电容控制的船舶脉冲负载供电系统动态性能优化方法，其特征在于，系统中发电机组的转速以及直流母线电压的变化都是需要在规范允许范围之内的，即其中，为发电机电角速度变化量标幺值的上下限，为buck变换器输出侧电压变化量的上下限，得：

5.如权利要求1所述的一种基于虚拟电容控制的船舶脉冲负载供电系统动态性...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞宇，王肇宇，郭义芬，赵凡琪，吴骏，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七○八研究所，
类型：发明
国别省市：