论文：飞轮电池对船舶燃机发电模块的动态平稳特性研究.pdf

第24卷 第3期 《燃 气 轮 机 技 术》 Vo1．24 No．3 2011年9月 GASTURBINE TECHNoLoGY Sep．，2011 飞轮 电池对船舶燃机发电模块的动态平稳特性研究 孔庆毅，李淑英，王志涛 (哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨 150001) 摘 要：在某船舶燃机模块发电模块仿真模型的基础上增加了飞轮电池储能系统，对整个系统的动态特性进 行建模仿真研究。研究结果表明，飞轮电池储能系统能够有效地平稳大负荷波动对电网的影响，提高了船舶 燃气轮机发电模块的稳定性。 关 键 词：飞轮储能；船舶电力系统 ；仿真；稳定性 中图分类号：TM611．24 文献标识码：A 文章编号 ：1009—2889(2011)03—0037—03 随着船舶综合电力系统的广泛应用，船舶电站 转速和频率波动较大 J。在现代船舶上，各种用电 的电力品质问题愈显突出。船舶电网中电力负荷种 设备及大功率装置得到越来越多的应用。各种大功 类繁多，在运行功率及持续时间上带有很强的随机 率设备启动或停机时，会造成瞬时的负荷突变，这必 性，所以对船舶电力系统的安全性和稳定性具有很 然会对整个船舶综合电力系统造成较大的冲击影 大影响。 目前在船舶综合 电力推进系统中，原动机 响。这使船舶上许多电力电子装置以及相应的控制 大多为柴油机或燃气轮机 ，在应对一些大负荷突变 设备不能正常运行，将会对船舶综合电力系统的稳 工况时仍不能满足实际的需求。 定性造成重大影响 。 与化学蓄电池储能相比，飞轮 电池具有储能密 解决大负荷波动问题的理想方法是在原动机端 度大、寿命长、充放 电迅速、无污染等优点，得到了广 进行调节，按负荷需求发出相应的电能。然而原动 泛的研究和应用。 机发电模块很难达到这种要求，这势必要采用储能 本文在某船舶燃机模块发电模块仿真模型的基 设备进行调节，来减小负荷的冲击作用。 础上增加 了飞轮电池储能系统，对整个系统的动态 2 飞轮电池储能技术 特性进行仿真研究。 储能的方式众多，最为常见的是化学蓄电池。 1 船舶综合电力系统 它的特点是价格低廉、技术成熟、应用广泛，但其具 船舶综合电力系统是指将船舶电力推进系统与 有能量密度小、污染大、寿命低等缺点。飞轮电池储 其它用电系统结合在一个 电力系统内，由原动机带 能技术在储能密度、使用寿命以及对环境要求等诸 动发电机组产生电能，全船能量分配 以电力形式统 多方面均优于化学蓄电池。飞轮储能技术最初仅用 一 管理。与常规的机械推进方式相比，船舶综合电 在循环周期内维持机械的平稳运行，现如今已被广 力系统具有很高的经济性、机动性及可靠性，能够有 泛应用于航天、电力系统及汽车等行业。随着高强 效降低船舶动力装置的噪音，使船舱 内空间布置更 度纤维、低损耗轴承以及电力电子技术的发展，飞轮 加灵活，可实现各用电系统能量的统一分配。 储能技术的实际应用已超过了蓄电池、电容器等传 虽然船舶综合电力系统具有诸多优点，但船舶 统储能方式 。 电网是一个独立运行的孤立电网，电站容量小，对电 飞轮电池储能系统的基本