原理闡述:
(1)模擬船舶電力推進系統(tǒng),48V鐵鋰電池和48V超級電容為儲能器件,可調(diào)程控電源模擬柴油發(fā)電機組。超級電容和鐵鋰電池分別通過雙向半橋連接到48V直流母線構成混合儲能系統(tǒng)。
(2)K1閉合可由市電經(jīng)AC/DC整流器給48V直流母線供電,進而通過DC/DC給鐵鋰電池和超級電容充電。K2閉合可由程控直流電源供電,K1、K2可手動,不用程序控制。如模擬純電動方式供電,K1,K2斷開。
(3)控制方式有四種狀態(tài):
A、 充電模式
K1閉合,市電經(jīng)整流器給48V直流母線供電,進而通過1#DC/DC和2#DC/DC給鐵鋰電池和超級電容充電。
B、 可調(diào)程控電源單獨供電模式
K1斷開,K2閉合,1#DC/DC和2#DC/DC均不工作,可調(diào)程控電源單獨供電。該模式模擬柴油發(fā)電機組供電。
電網(wǎng)總電流小于54A,(約2.7kW),可由可調(diào)程控電源單獨供電,模擬柴油發(fā)電機組單獨供電模式。(可調(diào)程控電源在3kW以下,工作在恒壓模式,當總負載大于3kW,可調(diào)程控電源工作在恒流模式。)
C、混合供電模式1,K1斷開,K2斷開,1#DC/DC和2#DC/DC投入
超級電容、鐵鋰電池一起供電。承擔電機電流和電阻箱電流。
D、混合供電模式2,K1斷開,K2閉合,1#DC/DC和2#DC/DC投入
電網(wǎng)總電流大于等于54A,(約2.7kW),超級電容、鐵鋰電池、可調(diào)程控電源一起供電。承擔電機電流和電阻箱電流。
C和D兩種模式下,控制器采集超級電容端電壓和母線電流信號,根據(jù)負載功率高頻分量檢測環(huán)節(jié)的高頻功率信號,得出超級電容實時充放電電流值的大小,實現(xiàn)超級電容充放電功率的控制,提供或吸收突變功率的高頻部分。鐵鋰電池承擔負載功率的低頻部分。這樣可以極大消減負載突變造成的對蓄電池的沖擊,降低對蓄電池功率密度的要求,提高系統(tǒng)的動態(tài)響應。同時蓄電池還可以更好地穩(wěn)定直流母線電壓,其充放電電流變化速率也得以降低,蓄電池工況可以得到很好改善,延長壽命。
基本測量要求
1、 電力測功機能動態(tài)施加扭矩負載
2、 能連續(xù)運行并記錄數(shù)據(jù)至少30分鐘
3、 精度要求每秒10次
4、 采集參數(shù)至少包括電機的扭矩、轉(zhuǎn)速、電流、功率、鐵鋰電池支路電流及電壓,超級電容支路電流及電壓、程控直流電源支路電流及電壓、直流母線電壓。
另:負載轉(zhuǎn)矩需要有兩種施加方式
1)、利用測功機廠商提供的編輯界面,按時間修改電機的負載扭矩值。
2)、船槳Matlab/Simulink模型,通過Matlab的實時工具包,轉(zhuǎn)成C代碼,以轉(zhuǎn)速為輸入信號,以扭矩為輸出信號。根據(jù)采集到的轉(zhuǎn)速信號,以轉(zhuǎn)速為模型輸入,模型輸出為轉(zhuǎn)矩信號,采用485通訊,發(fā)扭矩信號給測功機。