舰船中压直流电力系统的混合储能管理策略仿真分析

论文摘要

[目的]为了抑制大功率脉冲性负载接入舰船中压直流(MVDC)电力系统时的母线电压大范围跌宕现象,同时将母线电压维持在安全裕度内,混合储能系统(HESS)成为解决此类问题的首选方案,而舰船MVDC系统的混合储能管理策略对HESS能量利用效率的影响很大。[方法]基于此,首先分别设计PI控制器和模糊逻辑控制器,用以预测HESS的参考功率,从而满足负载功率需求。然后,对比分析这2种控制方法,针对锂电池组和超级电容器组之间的能量不均衡问题,设计第2级模糊逻辑控制器进行功率再分配。最后,建立MVDC系统、HESS、恒功率负载和脉冲负载的Matlab/Simulink模型,开展仿真分析。[结果]仿真结果表明:模糊逻辑控制器和PI控制器能够根据MVDC的系统状态进行功率预测,且模糊逻辑控制策略优于PI控制策略;第2级模糊逻辑控制器能够根据锂电池组与超级电容器组之间的荷电状态,合理地进行功率再分配。[结论]舰船MVDC系统的混合能量管理策略可以维持系统的功率平衡,平滑抑制母线波动,从而提高系统稳定性和生存能力。

论文目录

• 0 引言
• 1 舰船MVDC系统的新型环形模型
• 2 基于ESM和LPF的PI控制器
• 3 基于ESM和LPF的模糊逻辑控制器
• 4 锂电池组和超级电容器组之间的功率再分配
• 5 MVDC系统结构仿真拓扑结构
•   5.1 MVDC系统仿真模型
•   5.2 负载等效模型
•   5.3 双向DC-DC拓扑结构
•   5.4 HESS结构
• 6 仿真分析
•   6.1 参数设置
•   6.2 PI控制器和模糊逻辑控制器的对比分析
•     6.2.1 模式1 （30%≤SOCbat, SC≤90%）
•     6.2.2 模式2 （SOCbat, SC≥90%）
•     6.2.3 模式3 （SOCbat, SC≤30%）
•   6.3 锂电池和超级电容器之间的功率分配
•     6.3.1 工况1
•     6.3.2 工况2
•     6.3.3 工况3
• 7 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郭燚,于士振,郭将驰,李晗

关键词: 舰船,中压直流电力系统,控制,模糊逻辑,混合储能系统

来源: 中国舰船研究 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 武器工业与军事技术,船舶工业

单位: 上海海事大学物流工程学院

基金: 国家电网江苏省电力有限公司资助项目(20180299)

分类号: U674.7

DOI: 10.19693/j.issn.1673-3185.01198

页码: 126-136+143

总页数: 12

文件大小: 5812K

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