基于燃料電池源動(dòng)力的船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、隨著船舶綠色革命的興起，燃料電池作為動(dòng)力源在船上應(yīng)用成功，鑒于燃料電池電力推進(jìn)船舶的諸多優(yōu)點(diǎn)，其將會(huì)成為船舶動(dòng)力的重要發(fā)展方向，以北歐為首的船舶工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在積極開展燃料電池船舶項(xiàng)目的研究。國內(nèi)在這方面的研究很少，進(jìn)行燃料電池作動(dòng)力源的船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的仿真研究，分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及動(dòng)態(tài)工作過程，探索系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律，對于指導(dǎo)燃料電池船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。本文從燃料電池船舶的發(fā)展及應(yīng)用狀況、整船電力推進(jìn)系統(tǒng)的構(gòu)型設(shè)計(jì)及工

2、作原理、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立、仿真模型構(gòu)建及系統(tǒng)的仿真分析方面進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　 ⑴通過調(diào)研并收集國內(nèi)外燃料電池船舶相關(guān)資料，分析了燃料電池船舶的優(yōu)勢及其發(fā)展應(yīng)用狀況。
　　 ⑵以Alsterwasser燃料電池電力推進(jìn)船舶為母型船，對整船電力推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行了構(gòu)型設(shè)計(jì)，并分析了其工作原理，確定系統(tǒng)相關(guān)主要參數(shù)，針對系統(tǒng)特性給出能量管理系統(tǒng)(PMS)的簡化控制策略。
　　 ⑶建立了船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的主要

3、數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)模型包含燃料電池系統(tǒng)模型、DC-DC變換系統(tǒng)模型、DC-AC變換系統(tǒng)模型、推進(jìn)電機(jī)及其矢量控制系統(tǒng)模型、船槳系統(tǒng)模型、儲(chǔ)能系統(tǒng)模型、能量管理系統(tǒng)控制模型。
　　 ⑷利用saber仿真軟件的MAST語言和元器件模塊，根據(jù)所建立的各子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建其仿真模型，對各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行仿真測試。把各個(gè)子系統(tǒng)集成為基于燃料電池的整船電力推進(jìn)系統(tǒng)的仿真模型，進(jìn)行系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試，最終確定相關(guān)參數(shù)。對系統(tǒng)進(jìn)行控制性能測試，驗(yàn)證整船電