船舶電力推進系統(tǒng)的超級電容儲能技術(shù)研究.pdf

1、船舶的制動過程蘊含著巨大的能量，在以不可控交-直-交電壓源型變頻器驅(qū)動的船舶電力推進系統(tǒng)中，當這部分能量回饋至直流母線時，會使電壓泵升至很高，嚴重時會損壞變頻器中的開關(guān)管，威脅到系統(tǒng)及人員的安全。目前，常常采用制動電阻消耗能量的方式來限制直流母線的電壓，但由于效率低下，散熱嚴重等缺點，本文選用以超級電容儲能為主、制動電阻耗能作為備用的一種方案，旨在減小直流母線電壓的波動，將其控制在一定的范圍內(nèi)。
　　本文首先對超級電容的儲能機理和

2、等效電路進行了介紹和研究，對超級電容的充放電特性進行了理論研究，介紹了超級電容儲能方陣的設計方法。通過對超級電容的多種典型均壓電路的研究，本文提出了一種新型的基于軟開關(guān)技術(shù)的動態(tài)均壓電路，提高了電路效率的同時能夠快速的實現(xiàn)均壓。
　　其次，本文對船舶電力推進系統(tǒng)的制動過程展開了深入的分析和研究；選用了Buck-Boost型（電流可逆型）直流變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)超級電容儲能裝置與直流母線之間的能量雙向流動；設計出基于超級電容儲能的船舶電

3、力推進系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，提出系統(tǒng)的控制要求，將系統(tǒng)分為了超級電容儲能模式、超級電容釋能模式、超級電容保持模式和制動電阻耗能模式四種工作模式；針對超級電容儲能模塊和制動電阻耗能電路制定出合理的協(xié)調(diào)控制策略。
　　最后，通過對船舶制動過程中再生能量的計算，確定出超級電容的儲能規(guī)模；將所設計的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及控制策略在MATLAB/Simulink中進行建模實現(xiàn)，對船舶制動、加速、突然加載等多種情況進行仿真研究，通過實驗對比證明文中所提出的以