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基于参数辨识的风电偏航系统控制器设计

太阳能学报 2018年第12期39卷 3528-3535页

作者：杨荣峰于雁南俞万能马昭胜徐殿国苏勋文集美大学轮机工程学院厦门361021 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

风电偏航系统控制器设计需要考虑传动轴系动力学特性,而这些参数往往不易获得且具有时变性。为此该文通过参数辨识的方法,建立偏航转速控制系统的自回归模型,得到系统的传递函数及频率响应等特性,并以此为基础优化偏航系统PI(proportion... 详细信息

风电偏航系统控制器设计需要考虑传动轴系动力学特性,而这些参数往往不易获得且具有时变性。为此该文通过参数辨识的方法,建立偏航转速控制系统的自回归模型,得到系统的传递函数及频率响应等特性,并以此为基础优化偏航系统PI(proportional integral)控制器参数,提高偏航控制系统的静动态特性。引入2种参数优化方法,即基于Ziegler-Nichols和最小平方优化的PI参数整定方法,仿真结果说明基于参数辨识的最小平方优化PI整定方法能获得较好的静动态性能,该方法实用性强,提高了风电机组控制的智能化水平,可用于风电机组控制参数的自动调整。

关键词：风电控制器参数辨识偏航

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智能全电船的低能耗路径规划算法研究

中国造船 2021年第2期62卷 245-254页

作者：蒋仁炎俞万能廖卫强王金铎集美大学轮机工程学院厦门361021 福建省船舶与海洋工程重点实验室厦门361021 船舶辅助导航技术国家地方联合工程研究中心厦门361021

针对以锂电池组作为电源的智能全电船路径规划,考虑包括海流、风和浪的复杂海洋环境对船舶能耗产生的很大影响以及锂电池组有限的能量,提出了一种以能耗最少为主要优化目标的路径规划算法。基于概率路图法构建全电船航行路线图;通过分... 详细信息

针对以锂电池组作为电源的智能全电船路径规划,考虑包括海流、风和浪的复杂海洋环境对船舶能耗产生的很大影响以及锂电池组有限的能量,提出了一种以能耗最少为主要优化目标的路径规划算法。基于概率路图法构建全电船航行路线图;通过分析船舶在海流环境中的阻力模型,建立了全电船的能耗函数;提出了能耗最优的改进A*搜索算法,并且将该算法在不同的海流状态下进行了仿真试验。仿真结果表明,该算法相比于传统的以距离最优算法能够节省更多的能量,得出一条更加经济环保和实际可行的路径,有效地提高了智能全电船的续航能力。

关键词：智能全电船能耗最优路径规划 A*搜索算法概率路图法

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新能源船舶并网逆变器电网支撑协调控制

电工技术学报 2019年第10期34卷 2141-2154页

作者：杨荣峰于雁南俞万能王国玲吴德烽集美大学轮机工程学院厦门361021 黑龙江科技大学电气与控制工程学院哈尔滨150027

新能源船舶近年来发展迅速,并网逆变器是其关键设备。逆变器能够单独运行,也能与船舶柴油发电机组协调工作,支撑船舶电压与频率。本文提出柴油发电机组离网、并网及切换过程等不同模式下并网逆变器的控制策略,以解决船舶电站中电网电压... 详细信息

新能源船舶近年来发展迅速,并网逆变器是其关键设备。逆变器能够单独运行,也能与船舶柴油发电机组协调工作,支撑船舶电压与频率。本文提出柴油发电机组离网、并网及切换过程等不同模式下并网逆变器的控制策略,以解决船舶电站中电网电压与频率容易受负载突变影响的问题。离网时逆变器采用电网电压及输出电流双闭环控制,并把负载电流全前馈;并网时采用功率控制,并通过滤波器技术提取负载电流的动态分量前馈至补偿电流;两种模式切换时采用状态锁定方法避免参数突变造成的不稳定。该控制策略充分利用了船舶电站中容易获得的负载电流参数,有效地提高了船舶电网运行的可靠性。

关键词：船舶电网逆变器控制可靠性

基于太阳能锂电池及柴油发电机组的多能源(光柴储)船舶微网能量控制系统研发

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中国造船 2017年第1期58卷 170-176页

作者：俞万能廖卫强杨荣峰李素文集美大学福建省船舶与海洋工程重点实验室厦门361021 集美大学轮机工程学院厦门361021

在多能源船舶综合电力推进系统中,船舶微网的可靠性将直接影响船舶航行的安全。构建一类基于太阳能电池、柴油发电机组以及锂电池的多能源(光柴储)船舶微网系统,提出相应的控制策略,研发基于P LC及总线控制技术的控制系统和系统集成技... 详细信息

在多能源船舶综合电力推进系统中,船舶微网的可靠性将直接影响船舶航行的安全。构建一类基于太阳能电池、柴油发电机组以及锂电池的多能源(光柴储)船舶微网系统,提出相应的控制策略,研发基于P LC及总线控制技术的控制系统和系统集成技术。实船应用结果表明,研发的控制策略实现了各个能量源的有效管理,船舶多能源微网控制系统运行稳定,提高了新能源的利用率和船舶的续航力。

关键词：多能源船舶微网能量控制 PLC

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纯电动游览船锂电池组的控制策略

船舶工程 2019年第4期41卷 70-76页

作者：朱永怀俞万能孟飞集美大学轮机工程学院福建厦门 361021 福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门 361021

为提高纯电动游览船的续航能力,对其动力锂电池组的控制策略进行研究。针对桂林地区的新型纯电动游览船,设计一种基于锂电池组的供电系统拓扑结构,采用基于锂电池的荷电状态(SOC)、电压和电流多参数约束算法估计锂电池组的动态峰值功率... 详细信息

为提高纯电动游览船的续航能力,对其动力锂电池组的控制策略进行研究。针对桂林地区的新型纯电动游览船,设计一种基于锂电池组的供电系统拓扑结构,采用基于锂电池的荷电状态(SOC)、电压和电流多参数约束算法估计锂电池组的动态峰值功率;同时,结合船舶运行工况研发锂电池组控制策略,开发相应的控制系统,并进行实船测试。测试结果表明,该电池组控制策略能满足船舶在不同运行工况下对功率分配的需求,保证船舶稳定运行,并能有效地控制电池组的功率输出,充分利用电池组的剩余电量,提高船舶的续航能力。

关键词：纯电动船舶锂电池峰值功率控制策略功率分配

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基于SOC估算的船用锂电池组健康管理

船舶工程 2020年第4期42卷 15-20,60页

作者：王金铎俞万能朱永怀尹自斌集美大学轮机工程学院福建厦门361021 福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门361021

精确估计船用锂电池的荷电状态,并根据船舶运行工况对锂电池组进行健康管理是保障船舶安全、经济运营的关键。通过最小单体负载电压Vmin-无迹卡尔曼滤波(UKF)法对船用锂电池组的荷电状态(SOC)进行估计,仿真验证Vmin-UKF法在估算电池组SO... 详细信息

精确估计船用锂电池的荷电状态,并根据船舶运行工况对锂电池组进行健康管理是保障船舶安全、经济运营的关键。通过最小单体负载电压Vmin-无迹卡尔曼滤波(UKF)法对船用锂电池组的荷电状态(SOC)进行估计,仿真验证Vmin-UKF法在估算电池组SOC时有较高的精度;同时,结合船舶运行工况研发锂电池组健康管理策略,对船用锂电池组的SOC、单体电压、电流和光伏发电功率等参数进行综合分析,将电池状态分为健康、亚健康和不健康3种状态。实船运行结果表明,该电池组健康管理能保障锂电池组工作在安全范围内,有效促进船舶安全运行。

关键词：纯电动船舶无迹卡尔曼滤波锂电池组健康管理

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基于循环寿命的船用锂电池组能量管理策略

船舶工程 2021年第3期43卷 27-33页

作者：陈荣俞万能集美大学轮机工程学院福建厦门361021 福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门361021

为提高小型船舶上锂电池组的循环寿命,针对某类纯电动游览船的综合电力推进系统,基于能量守恒理论,建立船舶航行里程与电池剩余容量模型。综合考虑船舶航行里程、到达时间和锂电池循环寿命3者之间的关系,建立锂电池组老化模型,提出一种... 详细信息

为提高小型船舶上锂电池组的循环寿命,针对某类纯电动游览船的综合电力推进系统,基于能量守恒理论,建立船舶航行里程与电池剩余容量模型。综合考虑船舶航行里程、到达时间和锂电池循环寿命3者之间的关系,建立锂电池组老化模型,提出一种基于降低锂电池组老化速率和逻辑门限优化算法的锂电池组能量切换策略。仿真结果表明,在相同环境下,相比一般的充放电管理系统,采用该策略的锂电池组容量衰减量大大减少,减少的衰减量之差占原衰减量的比值可达69.8%,验证了该能量管理策略能较大地提高锂电池组循环寿命这一结论。

关键词：船舶锂电池组循环寿命逻辑门限控制策略

3种减少直流断路器的船舶中压直流电网拓扑结构及性能比较

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船舶工程 2020年第12期42卷 71-78,92页

作者：杨荣峰于雁南吴德烽王国玲俞万能集美大学轮机工程学院福建厦门361021 桂林理工大学机械与控制学院广西桂林541006

为保护整流变换器并减少短路时电网中电容放电的影响,船舶中压直流电网中存在大量断路器,致使电网结构复杂,成本高。文章提出3种结构的变换器,即基于级联H桥与多端DC/DC的结构(TMPDC)、基于MMC整流与逆变的多级调压结构(MVR)和基于不控... 详细信息

为保护整流变换器并减少短路时电网中电容放电的影响,船舶中压直流电网中存在大量断路器,致使电网结构复杂,成本高。文章提出3种结构的变换器,即基于级联H桥与多端DC/DC的结构(TMPDC)、基于MMC整流与逆变的多级调压结构(MVR)和基于不控整流与模块化多电平变换器(MMC)驱动负载结合的结构(UR-MMC)。对3种结构的组成与特点进行了分析,并在电压谐波、功耗、体积、故障特性等方面进行比较,最后通过仿真进一步阐述不同结构在运行波形上的差异。通过分析各结构的特性,为中压直流电网在船舶上的应用提供参考。

关键词：级联H桥模块化多电平变换器中压直流电网船舶

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小型混合动力船舶微网系统建模仿真

集美大学学报（自然科学版） 2018年第3期23卷 212-217页

作者：孟飞俞万能王文斌集美大学轮机工程学院福建厦门361021 福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门361021

为了提升包含柴油发电机、光伏阵列及储能装置构成的小型混合动力船舶微网系统在复杂航行状态下的运行稳定性,首先对各电能变换装置建模,并在此基础上提出了一种适配于工况负荷动态波动下船舶微网的能量管理调度策略,分析了逆变电源在... 详细信息

为了提升包含柴油发电机、光伏阵列及储能装置构成的小型混合动力船舶微网系统在复杂航行状态下的运行稳定性,首先对各电能变换装置建模,并在此基础上提出了一种适配于工况负荷动态波动下船舶微网的能量管理调度策略,分析了逆变电源在不同工况下的转换控制方法。然后在此基础上利用MATLAB/SIMULINK建立准确描述系统的仿真模型,并进行能量管理策略仿真。仿真结果表明,该能量管理调度策略能够有效地控制船舶微网各单元的功率输出,满足船舶在不同运行工况下对功率分配的需求,实现微网稳定运行。

关键词：多能源船舶船舶微网能量管理仿真模型