[发明专利]纯电池动力船舶系统直流母线电压稳定性快速分析方法

说明书

本发明公开了一种纯电池动力船舶系统直流母线电压稳定性快速分析方法，研究由推进变频器和推进电机构成的推进负载给直流母线电压动态引入的负阻尼特性；研究电池接入DC/DC变流器给直流母线电压动态引入的正阻尼特性；从总阻尼分量是否为正的角度实现直流母线电压稳定性的快速分析。本发明为纯电池动力船舶综合电力系统直流母线电压稳定性分析提供了模型、思路和方法，具有分析简单快捷、机理清晰、便于直接工程应用等优点。

技术领域

本发明涉及微电网安全运行技术领域，具体地指一种纯电池动力船舶系统直流母线电压稳定性快速分析方法。

背景技术

为加大船舶节能减排力度，促进绿色航运发展，采用“油改电”的新能源船舶已成为新建船舶发展趋势。纯电池动力综合电力系统为新能源船舶的典型动力系统架构，其特征是：采用电池取代传统柴油机，将传统船舶中相互独立的机械推进系统和电力系统合二为一，以电能的形式统一为电力推进和日用设备等供电。

纯电池动力综合电力系统中，电池作为系统的电源，其一般通过DC/DC变换器给直流母线供电，直流母线的恒压控制由DC/DC变换器的电压控制实现。由推进变频器和推进电机构成的推进负载作为系统的主要负载，其不对直流母线电压进行控制，只是依托直流母线电压，通过推进变频器实现变频变压的电能变换，从而驱动推进电机旋转运动，给船舶航行提供动力。从直流母线电压端口看向推进负载，其具有功率源运行特性，扰动下功率源表现为负电阻，给直流母线电压的动态引入负阻尼。若DC/DC变换器对直流母线电压的镇定控制不能抑制推进负载的功率源运行特性引入的负阻尼，直流母线电压将会存在失稳风险，给纯电池动力船舶综合电力系统的安全稳定运行带来严峻挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提出一种纯电池动力船舶系统直流母线电压稳定性快速分析方法，从电池接入DC/DC变流器电压控制是否能抑制推进负载负阻尼的角度，开展直流母线电压稳定性分析，为纯电池动力船舶综合电力系统安全稳定快速评估提供手段。

为实现上述目的，本发明所设计的纯电池动力船舶系统直流母线电压稳定性快速分析方法，其特殊之处在于，所述方法研究由推进变频器和推进电机构成的推进负载给直流母线电压动态引入的负阻尼特性；研究电池接入DC/DC变流器给直流母线电压动态引入的正阻尼特性；从总阻尼分量是否为正的角度实现直流母线电压稳定性的快速分析，具体实现过程包括：

1）将推进负载、电池接入DC/DC变流器分别给直流母线电压动态提供的阻尼分量求和，得到直流母线电压振荡总的阻尼分量D_total，表达式如下：

D_total= D_c(ω_d)－P_load/U_dc²