集成超临界二氧化碳布雷顿循环发电装置的船舶电力系统暂态稳定性分析

针对在船舶电站中集成超临界二氧化碳布雷顿循环(supercritical CO2 Brayton cycle,S-CO2 BC)发电装置导致的船舶电力系统暂态稳定性不明确问题,采用整体等效建模方法构建以某一容量为9 400 TEU的集装箱船为原型的中压电力系统仿真模型.通过以负荷静态特性为基础的频率约束法确定S-CO2 BC发电装置的渗透率理论限值,研究不同渗透率等级下发生三相短路故障和负荷突变时发电机组输出功率、相对功角、母线电压和电网频率等特征参数的变化规律,分析渗透率因素与电网发生电压失稳或功角失稳的内在关系.研究结果表明:S-CO2 BC发电装置并网会降低船舶电力系统暂态稳定性,当渗透率小于理论限值20.26％时,相对功角和母线电压最大瞬时偏差范围分别为1.37％～2.68％和1.23％～1.85％;当渗透率越限后,电网将发生功角或电压失稳.