伴有新能源特性的船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性與節(jié)能減排研究.pdf

1、在當(dāng)前國際能源研究領(lǐng)域，環(huán)境污染和化石能源的不斷消耗成為日益顯著的問題，燃油費(fèi)在船舶運(yùn)輸中所占比例也因此逐漸攀升。面對仍然在持續(xù)增長的運(yùn)輸需求量，船舶領(lǐng)域的污染性氣體排放勢必將隨之增多。該類能效問題和污染物排放逐漸成為各國研究者們需要迫切解決的難題。太陽能和風(fēng)能等可再生能源由于其自身所具備的提高能源利用率、減少污染物排放和經(jīng)濟(jì)效益高的優(yōu)點(diǎn)，將成為解決該問題的重要發(fā)展方向。船舶利用新能源的探索實(shí)踐已經(jīng)成為目前的研究熱點(diǎn)。不同于陸地上的應(yīng)用

2、環(huán)境，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電在船舶上將會遇到更為嚴(yán)峻的問題。作為始終處于孤島運(yùn)行狀態(tài)的“可移動式微電網(wǎng)”系統(tǒng)，除了面臨類似于陸地微電網(wǎng)的發(fā)電不確定性問題，船舶自身的運(yùn)動也將對其產(chǎn)生重要影響。為了提高光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電并入船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，新能源在船舶電力系統(tǒng)中的應(yīng)用需要安裝足夠相容量的儲能進(jìn)行配合。此外，還需要建立評價(jià)指標(biāo)和評估模型，對新能源的引入進(jìn)行能效和污染物排放方面的效益評價(jià)分析。
　　本文首先在PSCAD仿真環(huán)境下建立了伴

3、有新能源的船舶電力系統(tǒng)各部分的仿真模型，具體包括光伏陣列和MPPT控制、永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)逆變器、柴油發(fā)電系統(tǒng)、船舶電力系統(tǒng)負(fù)荷和飛輪儲能系統(tǒng)及其充放電控制等。接著分析了船舶電力系統(tǒng)在新能源光伏單獨(dú)運(yùn)行、風(fēng)光混合新能源同時(shí)運(yùn)行兩種情況下的暫態(tài)特性，具體包括系統(tǒng)在負(fù)荷變化、風(fēng)光系統(tǒng)并入和退出運(yùn)行、光照和風(fēng)速變化以及船舶搖擺等情況下的仿真，同時(shí)還分析了飛輪儲能在上述暫態(tài)過程中的動態(tài)響應(yīng)和對提高伴有新能源的船舶電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用。由