摘 要

目前，大多数的船舶电力推进系统都是内燃机驱动发电机组为系统供电。由于水情的自然条件多变，负荷发生变化，并且当负荷偏离最佳负荷点时，柴油无法充分燃烧，从而大大降低了柴油的使用率，由此产生许多氮氧化物和硫化物对环境造成相当大的污染。储能是解决这一问题的方法之一。当系统轻载时，储能模块可以节省不必要的能量，以避免能量对电网的影响。当系统处于负载状态时，储能模块释放能量以考虑负载需求。利用储能模块摆脱输出功率波动对船舶电力工程推进系统的危害，将是未来船舶推进技术发展趋势的新方向。

本文提出了通过复合储能系统小比例试验平台，其构成按功能可以分为：电力系统单元、能量管理单元、数据采集单元和试验管理单元。整个平台采用并联式混合动力推进模式。主要由以下各部分构成：模拟电力推进系统、超级电容、轴带电机、模拟主机、模拟螺旋桨、齿轮箱及能量管理系统组成，整个模拟平台通过两进一出齿轮箱连接，并联式混合动力推进模式，并针对系统的组成、结构、关键设备选型等进行研究。

关键字：复合储能系统；并联式；选型匹配；

Abstract

At present, most marine electric propulsion systems are powered by internal combustion engines to provide power for the system. Due to the changing natural conditions of the water regime, the load changes, and when the load deviates from the optimal load point, the diesel fuel cannot be fully burnt, thereby greatly reducing the use rate of diesel fuel, resulting in many nitrogen oxides and sulfides causing environmental impact Quite a lot of pollution . Energy storage is one of the solutions to this problem. When the system is lightly loaded, the energy storage module can save unnecessary energy to avoid the impact of energy on the grid. When the system is under load, the energy storage module releases energy to consider the load demand. The use of energy storage modules to get rid of the harm of output power fluctuations to the propulsion system of marine power engineering will be the new direction of the future development trend of marine propulsion technology.

This paper proposes a small-scale test platform for composite energy storage systems. Its structure can be divided into: power system unit, energy management unit, data acquisition unit and test management unit according to functions. The whole platform adopts parallel hybrid propulsion mode. It is mainly composed of the following parts: simulated electric propulsion system, super capacitor, shaft motor, simulated host, simulated propeller, gear box and energy management system. The entire simulation platform is connected by two input and one output gear box, parallel hybrid propulsion Model, and conduct research on system composition, structure, key equipment selection, etc.

Key words: composite energy storage system; Parallel connection. The selection of matching.

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 船舶混合动力系统结构 1

1.2.1串联式船舶混合动力系统 1

1.2.2并联式船舶混合动力系统 2

1.2.3混联式船舶混合动力系统 2

1.3 储能技术在船舶中的研究现状及应用前景 2

1.3.1 储能技术的发展及应用 2

1.3.2 船舶储能技术在国内外的研究现状及应用前景 3

1.4 本文主要研究内容 4

第2章 系统方案设计 5

2.1 系统构成 5

2.2 系统优势 6

2.3 系统布置图 6

2.4 工作流程 7

第3章 部件匹配原则 10

3.1 匹配原则 10

3.1.1功率匹配 10

3.1.2转速匹配 10

3.1.3蓄电池组容量匹配 11

3.1.4混合度确定 11

第4章 各设备运行工况分析 13

4. 1 超级电容和锂电池 13

4.2 模拟发电机组和模拟主机 16

4.2.1模拟发电机组 16

4.2.2模拟主机部分 17

4.3日用负载和模拟螺旋桨 18

4.3.1日用负载 18

4.3.2模拟螺旋桨部分 18

4.4模拟电力推进系统部分 19

4.5齿轮箱部分 20

4.6能量管理单元 20

4.6.1能量管理系统的功能 21

4.6.2能量管理单元结构网络图 21

结论： 22

参考文献 23

致谢 25