袁成清， 張 彥， 孫玉偉， 湯旭晶， 嚴(yán)新平

(1.武漢理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院， 武漢 430063； 2.武漢理工大學(xué) 船舶動(dòng)力工程技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430063)

大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建及電能質(zhì)量分析

袁成清1,2， 張 彥1,2， 孫玉偉1,2， 湯旭晶1,2， 嚴(yán)新平1,2

(1.武漢理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院， 武漢 430063； 2.武漢理工大學(xué) 船舶動(dòng)力工程技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430063)

隨著綠色船舶和新型船體設(shè)計(jì)概念不斷被推廣，將光伏系統(tǒng)與船舶電力系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行成為未來(lái)船舶發(fā)展的方向。為了給大型遠(yuǎn)洋船舶光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供依據(jù)，以適宜搭建光伏陣列的大型滾裝船為研究對(duì)象，構(gòu)建一種船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)的構(gòu)建流程和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)闡述,并根據(jù)大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題及影響因素進(jìn)行分析。研究成果可為大型遠(yuǎn)洋船舶光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考依據(jù)。

船舶工程;大型滾裝船舶；光伏系統(tǒng)；并網(wǎng)；電能質(zhì)量

在全球化石能源供給狀況日趨緊張、國(guó)際海事組織環(huán)保要求日漸嚴(yán)格、進(jìn)一步做好船舶節(jié)能減排已迫在眉睫的大環(huán)境下，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在船舶上的應(yīng)用引起了船舶科研人員的高度重視。從小型游船到大型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用有著廣泛而深遠(yuǎn)的意義。[1]隨著綠色船舶和新型船體設(shè)計(jì)概念不斷被推廣，面向遠(yuǎn)洋的大型太陽(yáng)能船舶中光伏能源的比重將顯著提高。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般根據(jù)使用模式可分為離網(wǎng)、并網(wǎng)和混合3種方式，目前在水路運(yùn)輸業(yè)(船舶)中已有實(shí)船應(yīng)用案例，例如瑞士太陽(yáng)能船“太陽(yáng)21”號(hào)、日本滾裝船“御夫座領(lǐng)袖(Auriga Leader)”號(hào)、世界最大的全太陽(yáng)能動(dòng)力船“Turanor Planet Solar”號(hào)、五體汽車(chē)渡船“E/S Orcelle”號(hào)、美國(guó)雙體輪渡客船“Hornblower Hybrid”號(hào)以及國(guó)內(nèi)的“Sun Cat 23”號(hào)游艇、“001”號(hào)太陽(yáng)能旅游船、“尚德國(guó)盛”號(hào)太陽(yáng)能動(dòng)力游船等。不過(guò)，這些船舶在應(yīng)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電時(shí)基本上都運(yùn)用離網(wǎng)模式，而基于技術(shù)可靠性的觀點(diǎn)，將光伏系統(tǒng)與船舶常規(guī)電站進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行才是提高整體能源利用效率的有效途徑。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于該類(lèi)并網(wǎng)模式的研究?jī)H處于試驗(yàn)階段。

光伏系統(tǒng)很容易受光照、溫度等外界環(huán)境的影響，當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生較大改變時(shí)，其電能輸出會(huì)出現(xiàn)間歇性和隨機(jī)性。此外，與陸用電網(wǎng)相比，船舶電網(wǎng)是一個(gè)獨(dú)立的小容量電網(wǎng)，沖擊性和波動(dòng)性負(fù)載較多，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的諧波[2]，光伏系統(tǒng)并入船舶電網(wǎng)將會(huì)對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生諸多影響。因此，構(gòu)建大型遠(yuǎn)洋船舶光伏并網(wǎng)系統(tǒng)并分析其電能質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)在船舶上的實(shí)際運(yùn)用而言具有重要意義。

1 大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建

1.1大型滾裝船搭建光伏陣列的可行性

不同類(lèi)型船舶在結(jié)構(gòu)、功能和適用航線(xiàn)上存在著差異，因此，在大型遠(yuǎn)洋船舶上開(kāi)發(fā)利用新能源技術(shù)不是隨意選定一種船舶作為搭載平臺(tái)就適宜的，必須選定目標(biāo)船型并加以評(píng)估分析。設(shè)計(jì)安裝大功率的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)時(shí)，必須先考慮大面積光伏陣列的布置問(wèn)題。大型滾裝船的主甲板、附屬甲板上機(jī)械設(shè)備較少，擁有較大的可利用空間，同時(shí)其基本不存在易燃易爆性物質(zhì)，安全防護(hù)等級(jí)較低，因此適宜搭建光伏陣列。[3]

1.2大型滾裝船搭建光伏陣列的利弊

太陽(yáng)能屬于清潔可再生能源，在大型滾裝船上搭建光伏陣列可以有效降低化石能源的使用，從而能夠做到在節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上降低船舶的運(yùn)行費(fèi)用。但是，將太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與船舶常規(guī)電站并網(wǎng)也會(huì)帶來(lái)一些新的問(wèn)題，最主要的是在常規(guī)電站設(shè)計(jì)容量和船舶電網(wǎng)可靠性?xún)煞矫妗Ｓ捎谔?yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的隨機(jī)性與間歇性，從裝有船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的大型滾裝船常規(guī)電站的設(shè)計(jì)容量來(lái)說(shuō)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的容量一般不降低，而主發(fā)電機(jī)組可以降低光伏系統(tǒng)額定功率乘以一個(gè)可靠性系數(shù)的值。額定功率乘以一個(gè)可靠性系數(shù)，以避免主發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在不經(jīng)濟(jì)區(qū)域。此外，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)可能給船舶電網(wǎng)帶來(lái)的諧波潮流等電能質(zhì)量問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的可靠性。

1.3大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建流程

在大型滾裝船上搭建船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)思想及流程與陸上并網(wǎng)光伏系統(tǒng)有所區(qū)別[4]，這主要是由于船舶為一個(gè)移動(dòng)且完全獨(dú)立的電力系統(tǒng)平臺(tái)，在初始設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)可能遇到的問(wèn)題作出完整的分析，總結(jié)出一套構(gòu)建流程(見(jiàn)圖1)。

圖1 大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建流程

1.4大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建方案

基于大型滾裝船電力系統(tǒng)的固有特點(diǎn)，在充分考慮能源效率、電能質(zhì)量和電磁兼容等諸多因素[3,5-6]的基礎(chǔ)上，對(duì)船用負(fù)載進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，優(yōu)化光伏發(fā)電系統(tǒng)在船舶電網(wǎng)中所占的比例，構(gòu)建適宜的大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)2，并網(wǎng)圖見(jiàn)圖3。

圖2 大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1光伏陣列的可靠性

大型滾裝船航行的海洋環(huán)境中含有大量鹽分、水氣及酸堿性物質(zhì)，同時(shí)航行中會(huì)受到縱傾、橫搖、振動(dòng)、沖擊等，為保證光伏陣列的光學(xué)可靠性及工作可靠性，需對(duì)太陽(yáng)能電池板的玻璃蓋片進(jìn)行涂層處理[7]，并對(duì)光伏支架進(jìn)行防腐處理。此外，光伏陣列布置到大型滾裝船上時(shí)，需依據(jù)美觀性、太陽(yáng)輻射量、電纜長(zhǎng)度及實(shí)際布置區(qū)域情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[8]。

圖3 大型滾裝船舶船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)圖

2.2并網(wǎng)逆變器的控制策略

所構(gòu)建的大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)采用兩級(jí)式，前后分為DC/DC 和DC/AC 2個(gè)環(huán)節(jié)。在DC/DC環(huán)節(jié)中，將檢測(cè)到的太陽(yáng)能電池輸出電壓信號(hào)和輸出電流信號(hào)輸送到控制器中，通過(guò)DC/DC變換器調(diào)整太陽(yáng)能電池陣列的輸出電壓，以達(dá)到最大功率點(diǎn)跟蹤的目的。DC/AC并網(wǎng)逆變器將太陽(yáng)能電池輸出的直流電變換成交流電。[9]兩級(jí)式容易實(shí)現(xiàn)直流側(cè)電壓升高以及逆變器輸入穩(wěn)定，有利于提高系統(tǒng)逆變器的轉(zhuǎn)換效率，適合在滾裝船上使用。

第一級(jí)DC/DC環(huán)節(jié)，DC/DC變換器和最大功率跟蹤算法一起接入到控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)整個(gè)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤。為保證能夠穩(wěn)定地進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤，DC/DC變換器選擇Boost變換電路，最大功率點(diǎn)跟蹤算法采用電導(dǎo)增量法。

第二級(jí)DC/AC環(huán)節(jié)，并網(wǎng)逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻、同相位的交流電后并入船舶電網(wǎng)。并網(wǎng)逆變器選擇全橋逆變電路，輸出電流控制采用電流滯環(huán)比較的方式，實(shí)時(shí)、精確地跟蹤船舶電網(wǎng)電壓，使逆變器輸出的電流與發(fā)電機(jī)輸出的電網(wǎng)側(cè)的電壓同頻、同相位，實(shí)現(xiàn)與船舶電網(wǎng)的鎖相功能，做到以單位功率因數(shù)并網(wǎng)。同時(shí)，采集直流側(cè)的電壓、電流，逆變部分輸出的電壓、電流以及發(fā)電機(jī)輸出側(cè)電網(wǎng)的電壓、電流，通過(guò)軟件保護(hù)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的過(guò)/欠壓、過(guò)/欠流、過(guò)/欠頻及孤島保護(hù)等的保護(hù)功能?？刂平Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

圖4 大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制策略

3 大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量特點(diǎn)

3.1大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量基本概念

大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量描述的是光伏系統(tǒng)向船舶電網(wǎng)發(fā)送的交流電能的品質(zhì)。對(duì)于并網(wǎng)光伏系統(tǒng)而言，保證電能質(zhì)量是其正常運(yùn)行的關(guān)鍵。大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量應(yīng)受控制，在電壓偏差、頻率、諧波和功率因數(shù)方面應(yīng)滿(mǎn)足實(shí)用要求并符合標(biāo)準(zhǔn)[10]。

目前針對(duì)船舶電網(wǎng)的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，船舶行業(yè)還未明確制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，參照《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》[11]的相關(guān)內(nèi)容，列舉大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的主要電能質(zhì)量參數(shù)，包括并網(wǎng)電壓、電流、頻率、諧波、逆變器的效率、功率因數(shù)等(見(jiàn)表1)。

表1 并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)對(duì)電能質(zhì)量的要求

3.2大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量影響因素

大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量影響因素主要包括系統(tǒng)外部環(huán)境以及系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩部分。

大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與陸用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)相比,其外部環(huán)境有很大的不同，對(duì)電能質(zhì)量的影響更為復(fù)雜，海洋環(huán)境與船舶電網(wǎng)的特殊性是最主要的2個(gè)方面。

1) 海洋環(huán)境極為復(fù)雜，除了溫差大、濕度高、光照不穩(wěn)定以外，還含有大量的鹽分、水氣及酸堿性物質(zhì), 這些都將使得光伏陣列電力輸出出現(xiàn)間歇性和隨機(jī)性，從而會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的輸出，導(dǎo)致并入電網(wǎng)的電壓發(fā)生波動(dòng)。[7]

2) 船舶電網(wǎng)不同于陸地配電網(wǎng)，其是一個(gè)孤立的小容量電網(wǎng)，由設(shè)有2～4臺(tái)同容量、同型號(hào)的發(fā)電機(jī)組的船舶電站向其供電，整個(gè)電網(wǎng)輸電距離短、線(xiàn)路阻抗低、各處短路電流大，故而整個(gè)電網(wǎng)的電能質(zhì)量具有以下幾個(gè)特點(diǎn)[6]：

(1) 船舶電站發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電壓的變化會(huì)直接影響電網(wǎng)的頻率和電壓；

(2) 在整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，功率因數(shù)較低；

(3) 負(fù)載的投入和切除會(huì)影響電網(wǎng)的頻率和電壓，特別是突加和突卸負(fù)載時(shí)會(huì)引起電網(wǎng)頻率和電壓產(chǎn)生較大的波動(dòng)；

(4) 使用大功率負(fù)載，合閘會(huì)帶動(dòng)多臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，產(chǎn)生的次瞬態(tài)電抗對(duì)諧波的影響較大。

大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)電能質(zhì)量的影響要比外部環(huán)境的影響大得多，構(gòu)建的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)合理,可以有效降低外部環(huán)境對(duì)電能質(zhì)量的不利影響?；趯?duì)大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建模式，列舉系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)電能質(zhì)量的影響因素(見(jiàn)表2)。

表2大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)電能質(zhì)量的影響因素

類(lèi)別影響因素主要影響因素最大功率點(diǎn)跟蹤算法升壓電路并網(wǎng)逆變器電路參數(shù)取值并網(wǎng)逆變控制環(huán)節(jié)次要影響因素直流側(cè)電壓取值電網(wǎng)電壓幅值與頻率孤島效應(yīng)檢測(cè)的算法

4 大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量影響因素分析

4.1Boost變換電路對(duì)電能質(zhì)量的影響

Boost變換電路中，電感和電容的取值會(huì)在一定程度上影響光伏陣列輸出電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程的調(diào)節(jié)時(shí)間、峰值及穩(wěn)態(tài)并網(wǎng)電能的質(zhì)量。電感主要影響DC/DC環(huán)節(jié)的輸出電壓，隨著取值減小，輸出電壓由非振蕩啟動(dòng)轉(zhuǎn)為振蕩啟動(dòng)，振蕩時(shí)間減小,增加了電壓跟隨設(shè)定值的速度、達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間，振蕩峰值也隨電感的減小而增大。電容主要影響啟動(dòng)過(guò)程的振蕩時(shí)間和穩(wěn)態(tài)電壓波動(dòng)幅度，取值越大，輸出電壓的波動(dòng)就越小，有利于DC/AC環(huán)節(jié)的直流母線(xiàn)電壓穩(wěn)定，但會(huì)使啟動(dòng)時(shí)的振蕩過(guò)程變久而降低跟隨速度。

4.2電導(dǎo)增量法對(duì)電能質(zhì)量的影響

電導(dǎo)增量法是根據(jù)功率極值點(diǎn)的倒數(shù)為0來(lái)跟蹤最大功率點(diǎn)，原理上不存在控制誤差，也不會(huì)受輸出功率非單調(diào)性變化的影響。相比恒電壓法和擾動(dòng)觀察法，電導(dǎo)增量法在跟蹤到最大功率點(diǎn)后，輸出電壓和功率不存在持續(xù)擾動(dòng)，具有較高的穩(wěn)定性[13]，適宜于大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。然而，該方法在實(shí)際決定最大功率點(diǎn)時(shí)還存在一定的誤差，同時(shí)其控制相對(duì)復(fù)雜，對(duì)系統(tǒng)性能要求較高，若不采用高速處理器體現(xiàn)不出其優(yōu)勢(shì)。

4.3并網(wǎng)逆變器電路參數(shù)取值對(duì)電能質(zhì)量的影響

并網(wǎng)逆變器電路參數(shù)主要有直流側(cè)電壓、電容以及濾波電感等。直流側(cè)電壓波動(dòng)會(huì)直接增加并網(wǎng)諧波的含量，一般所帶負(fù)荷越大，直流側(cè)電壓也就越大。若直流側(cè)電容的取值太小，會(huì)增大電壓波動(dòng)，降低并網(wǎng)電流跟蹤效果；若過(guò)大，又會(huì)降低動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，增加電容造價(jià)和物理體積，進(jìn)而在滾裝船有限的空間里產(chǎn)生較大的影響。濾波電感影響著并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，同時(shí)制約著輸出功率因數(shù)和直流電壓穩(wěn)定性，為降低低頻輸出阻抗，取值應(yīng)盡量小，但要避免增大電路諧波電流。[9]

4.4電流滯環(huán)比較對(duì)電能質(zhì)量的影響

電流滯環(huán)比較法中滯環(huán)寬度與開(kāi)關(guān)頻率是影響電能質(zhì)量的2個(gè)主要方面。滯環(huán)寬度太大會(huì)降低并網(wǎng)電流的跟蹤精度，使電流THD值增大；寬度太小又會(huì)使開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高。而開(kāi)關(guān)頻率的波動(dòng)性過(guò)大會(huì)造成并網(wǎng)電流頻譜較寬，增加并網(wǎng)電流諧波。[11]

4.5改善電能質(zhì)量的建議

對(duì)于改善電能質(zhì)量,可以通過(guò)有源濾波器以及無(wú)功功率補(bǔ)償裝置進(jìn)行，也可以充分發(fā)揮并網(wǎng)逆變器在結(jié)構(gòu)及功能上的潛在優(yōu)勢(shì)，將濾波及無(wú)功補(bǔ)償功能直接融入其中，通過(guò)有源濾波器，實(shí)現(xiàn)有功并網(wǎng)諧波抑制及無(wú)功補(bǔ)償多功能復(fù)用。

此外，針對(duì)電能質(zhì)量的影響因素，可逐一采取改進(jìn)措施，減小影響程度。例如，優(yōu)化MPPT算法的控制方法和相應(yīng)參數(shù)；升壓電路的電感、電容選擇最優(yōu)值；選擇與改進(jìn)并網(wǎng)控制算法滯環(huán)比較控制、三角波比較控制或無(wú)差拍控制等。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著綠色船舶和新型船體設(shè)計(jì)概念被不斷推廣，面向遠(yuǎn)洋的大型太陽(yáng)能船舶中光伏能源的比重逐步提高，把光伏系統(tǒng)與船舶電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行將是提高整體能源利用效率的有效途徑。以適宜搭建光伏陣列的大型滾裝船作為研究對(duì)象，構(gòu)建了一種船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)的構(gòu)建流程和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并根據(jù)大型滾裝船船電-光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)電能質(zhì)量問(wèn)題及影響因素進(jìn)行了初步分析。研究成果可為大型遠(yuǎn)洋船光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供一定的參考依據(jù)。

[1] SUN Z Y. Application of Independent Photovoltaic System on the Small Tourist Boat[D].Wuhan: Wuhan University of Technology, 2010.

[2] ZHANG F J. Research and Design of Real-Time Power Quality Monitoring Terminal Based on Ship Grid[D].Dalian: Dalian Maritime University, 2011.

[3] SUN Y W. Design and Performance Evaluation for Marine Photovoltaic Laboratorial System[D].Wuhan: Wuhan University of Technology, 2010.

[4] YAN X P, XU L, YUAN C Q. Marine Clean Energy Technology[M].Beijing: National Defense Industry Press, 2012.

[5] JIANG N. XU H H. Detection Platform Design of Solar Energy Grid-Connected Photovoltaic System[A]. 2010 International Conference on Power System Technology: Technological Innovations Making Power Grid Smarter, 2010.

[6] ZHAO D L. Marine Electrical Equipment and System[M]. Dalian: Dalian Maritime University Press, 2009.

[7] YUAN C Q, ZHAO L L, SUN Y W. Reliability Analysis of Ship Solar Cell[J].Ship amp; Ocean Engineering,2010,39(6): 129-131.

[8] LIN J, YUAN C Q, SUN Y W. Layout Optimization of Solar Panels on Different Ships[J].Ship amp; Ocean Engineering,2010, 39(6): 116-120.

[9] CAO Z H. Research on Grid-Connected Solar Photovoltaic Generation System[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2012.

[10] CGC/GF004TM. Technical Specification of China General Certification Center[S]. 2012.

[11] GB/T 19939—2005, Technical Requirements for Grid Connection of PV System[S].2005.

[12] LI X. Power Quality Analysis and Control of Photovoltaic Generation System in Micro Grid[D]. Beijing: North China Electric Power University, 2011.

[13] LI J, DOU W, XU Z G, et al. Research on MPPT Methods of Photovoltaic Power Generation System[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2007, 28(3):268-273.

DesignofGrid-ConnectedPVSystemforLargeRo-RoShipsanditsPowerQualityAnalysis

YUANChengqing1,2,ZHANGYan1,2,SUNYuwei1,2,TANGXujing1,2,YANXinping1,2

(1. School of Energy and Power Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China; 2. Key Laboratory of Marine Power Engineering amp; Technology (Ministry of Transport), Wuhan University of Technology, Wuhan 430063, China)

Following the development of the green ships concept and new technologies, the use of marine grid-connected photovoltaic system represents the direction in future large ocean-going ships. The design of a photovoltaic grid-connected system for large ro-ro ships is presented, which has appropriate room for installing solar panels. The design process and structure of the system are described in detail and the power quality problems and the influencing factors are analyzed. The knowledge gained in this study is instructive to the practical application of photovoltaic grid-connected system in large ro-ro ship.

ship engineering; large ro-ro ship; photovoltaic system; grid-connected; power quality

2014-04-02

工信部高技術(shù)船舶專(zhuān)項(xiàng)(工信部聯(lián)裝[2012]540號(hào));湖北省自然科學(xué)基金杰出青年基金項(xiàng)目(2010CDA085)

袁成清(1976—)，男，湖北巴東人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事船舶動(dòng)力系統(tǒng)可靠性與綠色技術(shù)等方面的研究。

E-mail: ycq@whut.edu.cn

1000-4653(2014)03-0021-04

U665.1

A