一种船舶柴油发电机组并联运行仿真系统的制作方法
【专利摘要】本发明一种船舶柴油发电机组并联运行仿真系统主要具有以下功能：本仿真系统提供电力系统中的多台柴油发电机组并联运行数学模型，使用者还可根据需要自行输入不同规格的柴油发电机组的数据；控制算法的加载与测试。本系统提供PID控制、神经网络控制、模糊控制等常用控制模块；使用者只需将自己设计的控制算法按规定的格式编译成动态连接库，就可加入到本平台中；?仿真平台还提供一个“事件编辑器”，可方便用户进行更复杂的事件仿真测试。在测试过程中，用户可以观察柴油发电机组和母线的电压、频率、相位等参数的动态数据和显示曲线，据此可对控制算法进行测试、优化和改进；历史数据的保存，在测试过程中，可将船舶柴油发电机组的重要动态数据保存下来，便于以后的进一步研究应用。
【专利说明】一种船舶柴油发电机组并联运行仿真系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种船舶柴油发电机组并联运行仿真系统。
【背景技术】
[0002]由于船舶柴油发电机组实验的费用很高，所以大多数船舶电站控制理论工作者只能进行仿真研究。仿真研究人员对单台柴油发电机组的模型和控制算法的研究偏多，对多台并联运行船舶柴油发电机组模型的研究偏少，这样就导致了船舶电力系统中，柴油发电机组并联运行算法测试仿真结论可信度不高，降低了工程人员对控制理论工作者工作的认可程度，这在一定程度上影响了先进仿真理论在控制系统仿真这一船舶电力系统中的应用，也导致了船舶柴油发电机组并联运行仿真存在着“仿真可信度不高”的问题。
【发明内容】
[0003]本发明针对船舶柴油发电机组并联运行仿真这一具体的问题，基于系统建模与仿真的校核、验证和验收技术，研制一套船舶柴油发电机组并联运行仿真系统，加速先进控制理论在船舶柴油发电机组控制领域中的应用。
[0004]本发明一种船舶柴油发电机组并联运行仿真系统主要具有以下功能:
(I)本仿真系统提供电力系统中的多台柴油发电机组并联运行数学模型，使用者还可根据需要自行输入不同规格的柴油发电机组的数据。
[0005](2) 控制算法的加载与测试。本系统提供PID控制、神经网络控制、模糊控制等常用控制模块；使用者只需将自己设计的控制算法按规定的格式编译成动态连接库，就可加入到本平台中。
[0006](3) 仿真平台还提供一个“事件编辑器”，可方便用户进行更复杂的事件仿真测试。在测试过程中，用户可以观察柴油发电机组和母线的电压、频率、相位等参数的动态数据和显示曲线，据此可对控制算法进行测试、优化和改进。
[0007](4)历史数据的保存。在测试过程中，可将船舶柴油发电机组的重要动态数据保存下来，便于以后的进一步研究应用。
[0008]为了达到上述目的，本发明的技术方案如下:
一种船舶柴油发电机组并联运行仿真系统，主要船舶柴油发电机组数学模型的设置与测试1，控制算法的加载与测试模块2，船舶柴油发电机组的数学模型模块3，船舶柴油发电机组曲线显示界面4四部分组成。
[0009]船舶柴油发电机组数学模型的设置与测试1、控制算法的加载与测试模块2分别与船舶柴油发电机组的数学模型模块进行双向数据交换。船舶柴油发电机组的数学模型模块3单向传输数据至船舶柴油发电机组曲线显示界面4中；同时船舶柴油发电机组曲线显示界面4都可单向传输数据至I船舶柴油发电机组数学模型的设置与测试I和控制算法的加载与测试模块2。上述软件模块I至4用VC++开发。
[0010]本发明一种船舶柴油发电机组并联运行仿真系统的工作原理是: 船舶模型的测试:首先根据测试目的和要求由船舶模型的设置与测试模块I选择合适的船舶柴油发电机组规格、给出船舶柴油发电机组参数并传输到船舶运动数学模型模块3中，多台柴油发电机组并联运行的电力系统数学模型的联立求解需采用一个同步旋转坐标系。作为选择之一，其中一台发电机组的旋转坐标系为参考坐标系，目的为了定位其他发电机转子旋转位置，无论其他发电机是否保持同步旋转速度。文中以与母线连接的柴油发电机为旋转参考坐标。
[0011]控制算法的测试:当建立了有效的船舶柴油发电机组模型后，就可进行控制算法的测试。首先由控制算法的加载与测试模块2加载需要测试的控制算法，然后与船舶柴油发电机组并联数学模型模块3构成闭环控制系统，速度下倾特性为目前用于有功功率分配最常用的控制分式，柴油机的速度给定随着负荷成比例下降，下降率一般为3-5%。功率管理系统通过发出加速或减速指令来补偿下倾特性。接着进行船舶柴油发电机组仿真，同时将仿真结果输出到船舶航向与航迹曲线显示界面4中，最后分析船舶柴油发电机组等仿真结果，将仿真实验结果与实船实验数据进行比较，并判断所加载控制算法的控制特性。
[0012]本发明的优点和有益效果是:与通常的船舶柴油发电机组仿真过程相比，船舶电力系统数学模型建立过程中，同步发电机数学模型计及频率和电压的相互关系，充分体现了船舶电网频率和电压之间的相互影响。电网模型的建立选择并网发电机旋转坐标为参考坐标，符合船舶电力系统为有限电网的特征。柴油机调速器的速度给定依据速度功率下倾特性，可用于采用机械式调速的船舶电力电站仿真，也可以为设计新型数字调速器提供思路。采用均压线概念设计的自动电压调节器，与目前大多数船舶电站调压控制系统一致。多台柴油发电机组并联过程的动态仿真为各种不符合并车条件的并联操作获取实验数据，可成功应用到船舶电站模拟器教学中。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明一种船舶柴油发电机组并联运行仿真系统的组成结构框图。
[0014]图中:1、船舶柴油发电机组数学模型的设置与测试，2、控制算法的加载与测试模块，3、船舶柴油发电机组的数学模型模块，4、船舶柴油发电机组的曲线显示界面。
【权利要求】
1.一种船舶柴油发电机组并联运行仿真系统，主要船舶柴油发电机组数学模型的设置与测试1，控制算法的加载与测试模块2，船舶柴油发电机组的数学模型模块3，船舶柴油发电机组曲线显示界面4四部分组成；船舶柴油发电机组数学模型的设置与测试1、控制算法的加载与测试模块2分别与船舶柴油发电机组的数学模型模块进行双向数据交换；船舶柴油发电机组的数学模型模块3单向传输数据至船舶柴油发电机组曲线显示界面4中；同时船舶柴油发电机组曲线显示界面4都可单向传输数据至I船舶柴油发电机组数学模型的设置与测试I和控制算法的加载与测试模块2 ;上述软件模块I至4用VC++开发。
【文档编号】G05B17/02GK103645643SQ201310605820
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】刘雨 申请人:大连海联自动控制有限公司