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第1章 绪论1

1.1 岸电技术的提出1

1.2 国内外岸电技术现状与分析2

1.2.1 国内岸电技术现状2

1.2.2 国外岸电技术现状10

1.2.3 岸电技术方案对比与分析14

1.3 岸电系统的相关标准及规范16

1.3.1 国内相关标准发展16

1.3.2 国外相关标准发展17

1.3.3 国内外岸电技术发展趋势17

参考文献18

第2章 船舶岸电技术基础20

2.1 逆变器控制原理20

2.1.1 IGBT器件及驱动保护20

2.1.2 IGBT逆变技术原理22

2.2 岸电变流系统电路拓扑结构28

2.2.1 低压型岸电的拓扑结构28

2.2.2 高压型岸电的拓扑结构29

2.3 岸电兆瓦级变流系统控制技术31

2.4 岸电兆瓦级变流系统并联技术33

2.5 岸电兆瓦级变流系统散热方法35

参考文献36

第3章 低压岸电兆瓦级变流系统建模40

3.1 低压岸电变流器拓扑结构40

3.2 三相PWM整流器的数学模型40

3.2.1 三相PWM整流器的基本数学模型40

3.2.2 两相旋转坐标系下三相PWM整流器的数学模型43

3.2.3 三相PWM整流器的解耦模型45

3.3 三相PWM逆变器的数学模型46

3.3.1 三相PWM逆变器的基本数学模型46

3.3.2 三相PWM逆变器的解耦模型48

3.3.3 两相旋转坐标系下三相PWM逆变器的数学模型50

参考文献51

第4章 低压岸电变流系统检测与控制53

4.1 基于小波神经网络的网侧电流检测算法53

4.1.1 小波神经网络的结构53

4.1.2 小波神经网络的学习算法54

4.1.3 小波神经网络采样算法的实验结果及分析55

4.2 基于神经网络内模的PWM整流器网侧电流控制策略57

4.2.1 神经网络内模控制算法设计58

4.2.2 神经网络内部模型的建立59

4.2.3 神经网络内模控制器的建立60

4.2.4 神经网络内模控制器设计62

4.2.5 PWM整流器网侧电流控制算法仿真及分析63

4.3 PWM逆变器输出电压控制策略及仿真64

4.3.1 PWM逆变器输出电压控制策略64

4.3.2 PWM逆变器控制算法仿真结果66

4.4 PWM变流系统实验结果及分析67

4.4.1 PWM变流器实验平台构建67

4.4.2 PWM整流器实验结果及分析68

4.4.3 PWM逆变器实验结果及分析70

参考文献72

第5章 低压岸电变流系统参数优化74

5.1 低压岸电变流器控制模型74

5.1.1 基于旋转坐标系双闭环控制的三相电压型逆变器控制模型74

5.1.2 基于静止坐标系双闭环控制的三相电压型逆变器控制模型75

5.1.3 基于旋转坐标系双闭环控制的三相电压型整流器控制模型77

5.2 粒子群优化算法78

5.2.1 标准粒子群算法78

5.2.2 粒子群算法的改进78

5.3 变流器控制的目标函数研究81

5.3.1 多种目标函数的选取81

5.3.2 目标函数的建立82

5.4 对比仿真及系统分析83

5.4.1 模型参数及其优化参数的选取83

5.4.2 仿真实验结果对比84

5.5 实验验证97

参考文献106

第6章 低压岸电兆瓦级变流系统并联技术108

6.1 变流器器件级并联设计108

6.1.1 IGBT功率器件基本特性分析108

6.1.2 IGBT器件并联影响因素109

6.1.3 IGBT器件并联原则110

6.2 基于无功功率和锁相同步的变流器模块并联控制111

6.2.1 变流器模块并联环流数学模型分析111

6.2.2 变流器模块并联的无功功率调节幅值差算法114

6.2.3 变流器模块并联的两级异步型锁相算法115

6.3 基于串电感技术的变流器模块级并联设计116

6.3.1 串电感并联方案环流来源分析及抑制118

6.3.2 串电感并联仿真及实验验证119

参考文献121

第7章 低压岸电兆瓦级变流系统散热与冷却122

7.1 功率模块IGBT损耗计算模型及分析122

7.2 优化的SVPWM调制方法123

7.2.1 SVPWM基本原理123

7.2.2 优化的SVPWM算法125

7.2.3 优化的SVPWM算法实现方法及其谐波分析126

7.3 变流器散热系统设计129

7.3.1 热阻计算和散热器选型方法129

7.3.2 温升时间计算方法131

7.3.3 风机选择和散热风道设计131

7.3.4 计算结果与实验结果比较133

参考文献134

第8章 H桥级联式多电平高压岸电构成与控制135

8.1 级联式多电平高压岸电的实现方式135

8.2 H桥级联式高压岸电系统构成136

8.2.1 输入侧结构137

8.2.2 功率单元电路138

8.2.3 输出侧结构139

8.2.4 控制器139

8.3 H桥级联式高压岸电系统控制142

8.3.1 功率单元双极性调制方法142

8.3.2 载波移相PWM方法144

8.3.3 载波移相SPWM方法的优越性145

8.4 H桥级联式高压岸电系统优点与主要技术指标146

8.4.1 H桥级联式高压岸电电源技术优点146

8.4.2 高压岸电电源输出电压波形148

参考文献149

第9章 岸电与船舶电站切换技术150

9.1 岸电与船电的间断式切换供电150

9.2 采用固态开关的岸电与船电微间断式切换供电151

9.2.1 固态开关技术原理152

9.2.2 固态开关切换控制策略153

9.3 岸电与船舶电站无间断式切换供电155

9.3.1 基于双PWM变换器的岸电电源系统156

9.3.2 虚拟同步发电机建模157

9.3.3 虚拟同步发电机功频控制器设计158

9.3.4 虚拟同步发电机励磁控制器设计159

9.3.5 虚拟同步发电机仿真161

9.3.6 虚拟同步发电机实验167

参考文献169

第10章 船舶岸电系统构成及保护171

10.1 供电和岸电电源变电系统171

10.1.1 高压岸电供电方案和系统组成171

10.1.2 低压岸电供电方案和系统组成177

10.2 岸电电源空调通风系统179

10.3 岸电电源控制系统及信息管理系统182

10.3.1 岸电电源控制系统182

10.3.2 岸电信息管理系统183

10.4 岸电接电箱185

10.5 岸电配电系统接地和继电保护187

10.5.1 配电系统接地形式187

10.5.2 岸电配电系统接地形式与接地原则188

10.5.3 岸电系统继电保护原则190

参考文献191

第11章 岸电系统装备研制与工程应用192

11.1 移动式2MVA岸电系统装备设计192

11.1.1 主电路设计193

11.1.2 控制系统设计194

11.1.3 网侧滤波器设计197

11.1.4 负载侧滤波器设计202

11.2 系统抗干扰设计204

11.2.1 分布式光纤通信系统设计204

11.2.2 层叠母线排设计206

11.3 岸电电站运行与效果分析207

11.4 岸电电站节能效果分析208

参考文献209