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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