船用大容量并网充放电装置技术研究与应用

【摘要】：近年来,随着蓄电池技术的发展,越来越多的大型船舶都将其作为一种储能装置。与此同时大容量蓄电池的充放电技术发展与提高跟蓄电池性能以及寿命的提升密不可分,同时也决定着并网充放电装置对电网的污染程度。因此,高性能的并网充放电装置的开发应用成为了船用充放电装置发展的必然趋势。如何使装置功率因素接近1,对蓄电池进行智能充电,以及如何实现并网充放电同时降低对船电电网的污染是现今船用大容量充放电装置的研究热点。着重从技术上分析了充放电装置所采用的各种控制策略,结合内模控制算法对传统的PI控制结构进行优化改进,同时重点研究了系统在运行过程中可能出现的故障导致系统在电压、电流及其频率上的变化模型,采取多参数融合算法,提高了故障检测的可靠性。本文的主要工作为:1、分析了并网充放电装置中采用的SVPWM技术的原理,利用前馈解耦对其解耦。同时根据传统电压电流双环PI控制的原理及数学模型的分析,通过结合内模控制对系统的控制策略进行优化。2、对装置中关键的单同步旋转坐标系软件锁相环技术原理进行详细分析,通过加陷波滤波器在结构上对其进行改进,使其抗干扰性明显提高。3、重点研究了系统缺相、孤岛产生的机理,采取多参数融合算法,提高了故障检测、保护的可靠性。4、经过对并网充放电装置的仿真模拟和实际系统的实验,结果表明对控制策略的优化、相位锁定、保护检测算法的有效性和可行性。