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申请/专利权人：上海交通大学

摘要：一种舰船脉冲负载功率波动的快速跟踪自适应补偿方法，面对多变的脉冲负载参数以及各类工况，通过脉冲负载间谐波功率与参数关系建模，根据建模结果获取功率波动范围进行精确分频，调用功率谱分析进行实时自适应调整，采用功率环控制逻辑达到自适应匹配补偿的效果。本发明在舰船微网拓扑模型与脉冲负载模型和间谐波功率与脉冲参数关系模型的基础上进行快速跟踪精准选频以及功率谱分析，得到低通滤波器以及带通滤波器的滤波参数；再通过波形适配消除滤波器导致的相位延迟，得到功率补偿策略的控制指令后，藉由功率环生成PWM信号以控制蓄电池与超级电容混合储能系统双向DCDC变换器中开关管。

主权项：1.一种舰船脉冲负载功率波动的快速跟踪自适应补偿方法，其特征在于，在舰船微网拓扑模型与脉冲负载模型和间谐波功率与脉冲参数关系模型的基础上进行快速跟踪精准选频以及功率谱分析，得到低通滤波器以及带通滤波器的滤波参数；再通过波形适配消除滤波器导致的相位延迟，得到功率补偿策略的控制指令后，藉由功率环生成PWM信号以控制蓄电池与超级电容混合储能系统双向DCDC变换器中开关管；所述的舰船微网拓扑模型包括：柴油发电机以及若干通过变换器并联于直流母线上的负载，其中：发电机通过ACDC整流变换器连接到直流母线上，为直流母线供电；混合储能系统由储能电池组与超级电容组成，两者各自通过双向DCDC变换器控制并连接到直流母线上；负载端最主要的组成部分则是占用了绝大部分的功率消耗的推进负载与大功率的脉冲负载，其余还有部分日用负载；所述的脉冲负载模型包括用于等效替代冲击电流的受控电流源CCS，其受控信号由脉冲方波构成，脉冲周期体现脉冲负载变化的频次，脉冲功率体现脉冲负载最大的冲击幅度，脉冲占空比则体现脉冲负载峰值功率持续比例；所述的间谐波功率与脉冲参数关系模型是指：通过公式推导以及理论分析，得到脉冲负载功率、占空比、周期三个参数与其运行过程中产生的间谐波功率冲击之间的关系，具体为： 对脉冲负载谐波功率建模公式进行简化分析，得到间谐波峰值功率幅值大小为： 其中：表示频率为nΩ0处的频谱幅值大小，Ω0为脉冲负载角频率，k为转换比例系数，n取正整数，与整个系统总功率相比较得到由周期性脉冲负载载入导致的间谐波振荡功率比例 其中：Ptotal表示系统平均总功率值，其可分解为推进电机平均功率PM以及脉冲负载平均功率所述的快速跟踪精准选频是指：根据间谐波功率在每个频率下的幅值占比，计算得到预测发电机处将产生的大致间谐波功率波动幅度及其频率，并由此得到波动频率曲线 其中：n为正整数且取值范围为将波动频率曲线fnx与限幅曲线flimx联立计算求取所有频谱超限范围fncLow与fncHigh，即fnx＝flimx，考虑根据两曲线交点处波动下降率增加一定的波动范围冗余 其中：Kcom为补偿系数，计算得到的带通选频范围fncLow与fncHigh能够在脉冲负载间谐波功率冲击发生后立刻响应跟踪，极大地降低了脉冲负载载入给舰船综合电力系统带来的冲击；所述的功率谱分析是指：采用功率谱分析对负载波动进行实时监测，并根据功率谱分析的结果对低通滤波器以及带通滤波器的滤波参数进行纠正，实现对负载功率变化的自适应补偿后，采用两种分析方式共同确认滤波参数：根据功率谱分析的结果获得超限的频率范围fngLow和fngHigh，与波动范围分析结果共同通过计算确定滤波参数。

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