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船舶綜合電力系統控制保護關鍵技術及應用 版權信息
- ISBN：9787030668318
- 條形碼：9787030668318 ; 978-7-03-066831-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
船舶綜合電力系統控制保護關鍵技術及應用 內容簡介
本書提出高壓大容量供配電系統電能質量動態優化控制技術，突破諧波與勵磁涌流主動抑制技術，提出大容量船舶多源電站主動互補機制與功率優化分配技術，實現多源互動提升穩定裕度，建立綜合電力系統源網載分級控制架構與協調自主趨優化控制技術，解決了船舶全工況穩定、優質運行的技術難題。提出基于數據與物理混合模型的系統故障分層遞進智能診斷方法，實現故障區域判別、設備辨別、屬性識別與定位計算，提出綜合電力系統大功率船舶發電機多尺度綜合保護方法，解決發電機內部故障與接地故障技術難題，發明綜合電力系統供配電網多重自適應智能廣域協調保護，實現了保護對運行工況、拓撲變化、故障類型、故障嚴重程度的多重自適應，建立船舶電力系統模糊多目標故障恢復模型，提出基于源網載動態很優互動機制的故障柔性自愈控制方法，使得系統具備快速、優化、協調自愈的能力。
船舶綜合電力系統控制保護關鍵技術及應用 目錄
目錄
前言
**章 緒論 1
1.1 背景與意義 1
1.2 本書內容與思路 5
參考文獻 6
第二章 船舶綜合電力系統數學建模與仿真 8
2.1 船舶電力系統數學模型 8
2.1.1 船舶電源數學模型 8
2.1.2 船舶綜合電力系統供配電網模型 14
2.1.3 船舶綜合電力系統負載數學模型 17
2.2 船舶綜合電力系統仿真模型 22
2.2.1 柴油發電機模型 22
2.2.2 24脈波整流機組模型 23
2.2.3 推進負載模型 25
2.2.4 日用負載模型 26
2.3 實例分析 27
2.3.1 大型船舶電力系統生產模擬典型場景實例 27
2.3.2 不同工況下船舶電力系統電壓仿真 29
2.3.3 大型船舶電力系統功角穩定性指標實例 31
2.3.4 大型船舶電力系統生產模擬典型場景實例 33
2.3.5 大型船舶電力系統多區域隨機模擬實例 36
2.4 本章小結 38
參考文獻 38
第三章 船舶大功率電力推進自主優化控制 40
3.1 變頻器自適應下垂控制方法 40
3.1.1 變頻器暫態機理 40
3.1.2 變頻器自適應下垂控制方法 41
3.1.3 大功率推進系統運行穩定性評估與預測方法 43
3.2 變頻器虛擬同步電機控制方法 48
3.2.1 虛擬同步電機（VSG）控制原理 48
3.2.2 虛擬同步電機（VSG）擾動機理 49
3.2.3 基于準PR控制的自適應慣量控制方案 52
3.3 控制算例分析 62
3.3.1 變頻器自適應下垂控制算例 62
3.3.2 變頻器虛擬同步電機控制算例 64
3.4 本章小結 66
參考文獻 67
第四章 船舶供配電系統電能質量動態優化控制 68
4.1 多電平電壓源型變流器輸出諧波分析 68
4.1.1 諧波定義及其產生原因 68
4.1.2 船舶電網諧波分析 69
4.2 綜合電力系統混合電力濾波器 70
4.2.1 采用無源濾波器濾除特征諧波 70
4.2.2 有源濾波器無功補償及其他非特征次諧波抑制 72
4.3 船舶變壓器勵磁涌流抑制裝置及其控制方法 74
4.3.1 變壓器勵磁涌流機理 74
4.3.2 串聯電阻預充磁方案 79
4.3.3 新型變壓器預充磁裝置 80
4.4 實例分析 83
4.4.1 綜合電力系統混合電力濾波器 83
4.4.2 新型預充磁方案 86
4.5 本章小結 88
參考文獻 88
第五章 船舶電站主動互補機制與功率優化分配 90
5.1 大容量船舶多源電站運行特性分析 90
5.1.1 柴油發電機運行特性分析 90
5.1.2 光伏電池運行特性分析 90
5.1.3 蓄電池運行特性分析 91
5.1.4 超級電容運行特性分析 92
5.2 基于改進粒子群算法的大容量船舶電站多柴油發電機組調度方法 92
5.2.1 大容量船舶電站多柴油發電機組調度數學模型 92
5.2.2 改進粒子群算法 93
5.3 基于虛擬電池模型的船舶綜合電力系統全周期功率波動平抑策略 95
5.3.1 船舶多源電站等效電力網絡模型 95
5.3.2 基于改進Dijkstra算法的全周期功率波動平抑策略 97
5.4 采用二階濾波的大容量船舶多源電站混合儲能系統實時功率分配方法 100
5.4.1 二階濾波傳遞函數構造 100
5.4.2 混合儲能系統約束條件 101
5.4.3 考核指標 101
5.5 基于模糊控制的大容量船舶電站多電源功率主動互補控制方法與系統 102
5.5.1 船舶多電源電站實時能量優化 102
5.5.2 儲能需求側負荷平抑功率波動策略 105
5.6 實例分析 109
5.6.1 基于改進粒子群算法的大容量船舶電站多柴油發電機組調度方法 109
5.6.2 基于改進Dijkstra算法的全周期功率波動平抑策略 111
5.6.3 采用二階濾波的船舶混合儲能系統實時功率分配方法 120
5.6.4 基于模糊控制的大容量船舶電站多電源功率主動互補控制方法 123
5.7 本章小結 124
參考文獻 124
第六章 船舶源網載分級協調自主趨優控制 126
6.1 源網載分級控制架構 126
6.2 變頻器自適應下垂穩定優化控制 127
6.3 綜合電力系統多元負載動態互補協調控制 131
6.3.1 多元負載分類 131
6.3.2 多元負載動態互補協調控制 133
6.4 船舶綜合電力系統源網載協調配合優化運行方法 134
6.4.1 考慮源荷電壓特性的船舶綜合電力系統運行優化方法 134
6.4.2 協調經濟性及事故評級的船舶綜合電力系統緊急減負荷控制優化方法 136
6.5 基于擾動影響的源網載協調自主趨優控制技術 138
6.5.1 暫態穩定性分析 138
6.5.2 基于自適應下垂控制系數的交交變頻器暫態穩定優化分析 140
6.5.3 基于擾動影響的優化濾波控制 142
6.6 實例分析 144
6.6.1 多元負載動態互補協調控制 144
6.6.2 船舶綜合電力系統緊急減負荷控制優化方法 146
6.6.3 基于擾動程度的綜合電力系統源網載分級控制 147
6.6.4 基于擾動影響的源網載協調自主趨優控制 149
6.7 本章小結 155
參考文獻 156
第七章 綜合電力系統多重自適應智能廣域協調保護方法 157
7.1 船舶綜合電力系統基于數據同步的電流差動保護方案 157
7.1.1 船舶綜合電力系統電流差動保護數據同步方案 157
7.1.2 船舶綜合電力系統電流差動保護方案 160
7.2 船舶綜合電力系統暫態安全穩定主保護方案 161
7.2.1 船舶綜合電力系統多層協同主保護方案 161
7.2.2 船舶綜合電力系統多層級協同保護算法 163
7.2.3 船舶綜合電力系統系統層保護算法 164
7.3 船舶綜合電力系統自適應電流后備保護方案 166
7.3.1 反時限低電流環后備保護影響因素分析 166
7.3.2 加速自適應反時限低電流環后備保護 167
7.4 船舶綜合電力系統廣域差動保護方案 168
7.4.1 差動環 169
7.4.2 廣域差動保護方案 170
7.5 船舶電網自適應保護 171
7.5.1 船舶電網拓撲識別 171
7.5.2 船舶自適應保護方案 175
7.6 算例分析 175
7.6.1 基于故障時刻檢測的電流差動保護方案 175
7.6.2 基于數據同步的電流差動保護方案 177
7.6.3 船舶綜合電力系統暫態安全穩定主保護方案 181
7.6.4 自適應過流保護 186
7.6.5 船舶選擇性微機漏電保護系統 190
7.7 本章小結 193
參考文獻 194
第八章 綜合電力系統直流保護方法 195
8.1 基于高頻功率的直流保護原理 195
8.1.1 區內故障分析 196
8.1.2 區外故障分析 197
8.2 方向縱聯保護方案 198
8.3 方向縱聯保護流程圖 199
8.4 區內區外仿真驗證 200
8.4.1 區內故障仿真 200
8.4.2 區外故障仿真 200
8.4.3 各種故障情況下的故障識別結果 201
8.5 本章小結 202
第九章 船舶系統故障分層遞進智能診斷方法 203
9.1 基于多源信息的船舶綜合電力系統故障區域層定位方法研究 203
9.1.1 基于多源數據的故障智能搜索定位方法 203
9.1.2 綜合電力系統區域層定位方法原理 204
9.2 船舶綜合電力系統線路故障精確定位方法研究 206
9.2.1 RL算法基本原理 207
9.2.2 改進RL算法基本原理 209
9.3 基于暫態方向和間歇性檢測算法的間歇性高阻接地故障檢測方案 211
9.3.1 暫態方向檢測高阻接地原理 212
9.3.2 間歇性檢測高阻接地故障原理 216
9.3.3 暫態方向檢測和間歇性檢測的綜合 218
9.4 算例分析 219
9.4.1 區域層定位方法 219
9.4.2 線路故障精確定位方法 221
9.5 本章小結 232
參考文獻 232
第十章 總結 234
10.1 本書內容總結 234
10.2 本書創新點總結 235
10.3 技術應用成果 236
10.4 展望 236
前言
**章 緒論 1
1.1 背景與意義 1
1.2 本書內容與思路 5
參考文獻 6
第二章 船舶綜合電力系統數學建模與仿真 8
2.1 船舶電力系統數學模型 8
2.1.1 船舶電源數學模型 8
2.1.2 船舶綜合電力系統供配電網模型 14
2.1.3 船舶綜合電力系統負載數學模型 17
2.2 船舶綜合電力系統仿真模型 22
2.2.1 柴油發電機模型 22
2.2.2 24脈波整流機組模型 23
2.2.3 推進負載模型 25
2.2.4 日用負載模型 26
2.3 實例分析 27
2.3.1 大型船舶電力系統生產模擬典型場景實例 27
2.3.2 不同工況下船舶電力系統電壓仿真 29
2.3.3 大型船舶電力系統功角穩定性指標實例 31
2.3.4 大型船舶電力系統生產模擬典型場景實例 33
2.3.5 大型船舶電力系統多區域隨機模擬實例 36
2.4 本章小結 38
參考文獻 38
第三章 船舶大功率電力推進自主優化控制 40
3.1 變頻器自適應下垂控制方法 40
3.1.1 變頻器暫態機理 40
3.1.2 變頻器自適應下垂控制方法 41
3.1.3 大功率推進系統運行穩定性評估與預測方法 43
3.2 變頻器虛擬同步電機控制方法 48
3.2.1 虛擬同步電機（VSG）控制原理 48
3.2.2 虛擬同步電機（VSG）擾動機理 49
3.2.3 基于準PR控制的自適應慣量控制方案 52
3.3 控制算例分析 62
3.3.1 變頻器自適應下垂控制算例 62
3.3.2 變頻器虛擬同步電機控制算例 64
3.4 本章小結 66
參考文獻 67
第四章 船舶供配電系統電能質量動態優化控制 68
4.1 多電平電壓源型變流器輸出諧波分析 68
4.1.1 諧波定義及其產生原因 68
4.1.2 船舶電網諧波分析 69
4.2 綜合電力系統混合電力濾波器 70
4.2.1 采用無源濾波器濾除特征諧波 70
4.2.2 有源濾波器無功補償及其他非特征次諧波抑制 72
4.3 船舶變壓器勵磁涌流抑制裝置及其控制方法 74
4.3.1 變壓器勵磁涌流機理 74
4.3.2 串聯電阻預充磁方案 79
4.3.3 新型變壓器預充磁裝置 80
4.4 實例分析 83
4.4.1 綜合電力系統混合電力濾波器 83
4.4.2 新型預充磁方案 86
4.5 本章小結 88
參考文獻 88
第五章 船舶電站主動互補機制與功率優化分配 90
5.1 大容量船舶多源電站運行特性分析 90
5.1.1 柴油發電機運行特性分析 90
5.1.2 光伏電池運行特性分析 90
5.1.3 蓄電池運行特性分析 91
5.1.4 超級電容運行特性分析 92
5.2 基于改進粒子群算法的大容量船舶電站多柴油發電機組調度方法 92
5.2.1 大容量船舶電站多柴油發電機組調度數學模型 92
5.2.2 改進粒子群算法 93
5.3 基于虛擬電池模型的船舶綜合電力系統全周期功率波動平抑策略 95
5.3.1 船舶多源電站等效電力網絡模型 95
5.3.2 基于改進Dijkstra算法的全周期功率波動平抑策略 97
5.4 采用二階濾波的大容量船舶多源電站混合儲能系統實時功率分配方法 100
5.4.1 二階濾波傳遞函數構造 100
5.4.2 混合儲能系統約束條件 101
5.4.3 考核指標 101
5.5 基于模糊控制的大容量船舶電站多電源功率主動互補控制方法與系統 102
5.5.1 船舶多電源電站實時能量優化 102
5.5.2 儲能需求側負荷平抑功率波動策略 105
5.6 實例分析 109
5.6.1 基于改進粒子群算法的大容量船舶電站多柴油發電機組調度方法 109
5.6.2 基于改進Dijkstra算法的全周期功率波動平抑策略 111
5.6.3 采用二階濾波的船舶混合儲能系統實時功率分配方法 120
5.6.4 基于模糊控制的大容量船舶電站多電源功率主動互補控制方法 123
5.7 本章小結 124
參考文獻 124
第六章 船舶源網載分級協調自主趨優控制 126
6.1 源網載分級控制架構 126
6.2 變頻器自適應下垂穩定優化控制 127
6.3 綜合電力系統多元負載動態互補協調控制 131
6.3.1 多元負載分類 131
6.3.2 多元負載動態互補協調控制 133
6.4 船舶綜合電力系統源網載協調配合優化運行方法 134
6.4.1 考慮源荷電壓特性的船舶綜合電力系統運行優化方法 134
6.4.2 協調經濟性及事故評級的船舶綜合電力系統緊急減負荷控制優化方法 136
6.5 基于擾動影響的源網載協調自主趨優控制技術 138
6.5.1 暫態穩定性分析 138
6.5.2 基于自適應下垂控制系數的交交變頻器暫態穩定優化分析 140
6.5.3 基于擾動影響的優化濾波控制 142
6.6 實例分析 144
6.6.1 多元負載動態互補協調控制 144
6.6.2 船舶綜合電力系統緊急減負荷控制優化方法 146
6.6.3 基于擾動程度的綜合電力系統源網載分級控制 147
6.6.4 基于擾動影響的源網載協調自主趨優控制 149
6.7 本章小結 155
參考文獻 156
第七章 綜合電力系統多重自適應智能廣域協調保護方法 157
7.1 船舶綜合電力系統基于數據同步的電流差動保護方案 157
7.1.1 船舶綜合電力系統電流差動保護數據同步方案 157
7.1.2 船舶綜合電力系統電流差動保護方案 160
7.2 船舶綜合電力系統暫態安全穩定主保護方案 161
7.2.1 船舶綜合電力系統多層協同主保護方案 161
7.2.2 船舶綜合電力系統多層級協同保護算法 163
7.2.3 船舶綜合電力系統系統層保護算法 164
7.3 船舶綜合電力系統自適應電流后備保護方案 166
7.3.1 反時限低電流環后備保護影響因素分析 166
7.3.2 加速自適應反時限低電流環后備保護 167
7.4 船舶綜合電力系統廣域差動保護方案 168
7.4.1 差動環 169
7.4.2 廣域差動保護方案 170
7.5 船舶電網自適應保護 171
7.5.1 船舶電網拓撲識別 171
7.5.2 船舶自適應保護方案 175
7.6 算例分析 175
7.6.1 基于故障時刻檢測的電流差動保護方案 175
7.6.2 基于數據同步的電流差動保護方案 177
7.6.3 船舶綜合電力系統暫態安全穩定主保護方案 181
7.6.4 自適應過流保護 186
7.6.5 船舶選擇性微機漏電保護系統 190
7.7 本章小結 193
參考文獻 194
第八章 綜合電力系統直流保護方法 195
8.1 基于高頻功率的直流保護原理 195
8.1.1 區內故障分析 196
8.1.2 區外故障分析 197
8.2 方向縱聯保護方案 198
8.3 方向縱聯保護流程圖 199
8.4 區內區外仿真驗證 200
8.4.1 區內故障仿真 200
8.4.2 區外故障仿真 200
8.4.3 各種故障情況下的故障識別結果 201
8.5 本章小結 202
第九章 船舶系統故障分層遞進智能診斷方法 203
9.1 基于多源信息的船舶綜合電力系統故障區域層定位方法研究 203
9.1.1 基于多源數據的故障智能搜索定位方法 203
9.1.2 綜合電力系統區域層定位方法原理 204
9.2 船舶綜合電力系統線路故障精確定位方法研究 206
9.2.1 RL算法基本原理 207
9.2.2 改進RL算法基本原理 209
9.3 基于暫態方向和間歇性檢測算法的間歇性高阻接地故障檢測方案 211
9.3.1 暫態方向檢測高阻接地原理 212
9.3.2 間歇性檢測高阻接地故障原理 216
9.3.3 暫態方向檢測和間歇性檢測的綜合 218
9.4 算例分析 219
9.4.1 區域層定位方法 219
9.4.2 線路故障精確定位方法 221
9.5 本章小結 232
參考文獻 232
第十章 總結 234
10.1 本書內容總結 234
10.2 本書創新點總結 235
10.3 技術應用成果 236
10.4 展望 236
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