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直流电制的船舶综合电力系统是现代船舶动力的重要发展方向,其关键技术之一就是高性能的直流发电机组技术。燃气轮机作为一种先进的动力装置,成为直流发电系统的原动机更是毋庸置疑的最佳选择。直流发电系统的动态特性和良好的控制方法是其设计和运行的基础。因此,本文以船舶燃气轮机直流发电系统为研究对象,对其动态特性和燃气轮机动力涡轮转速的控制方法进行研究,这对于船舶燃气轮机直流发电系统的设计和运行具有重要意义。本文主要的研究工作及结论如下:1、论文确定了船舶燃气轮机直流发电系统由船舶燃气轮机、交流同步发电机和三相桥式不控整流器构成;2、基于模块化建模的思想,建立了船舶燃气轮机、交流同步发电机、三相桥式整流器和电力负载的数学模型和仿真模型。利用各模块仿真模型搭建了船舶燃气轮机直流发电系统的整体仿真模型,为燃气轮机直流发电系统动态特性的仿真研究提供了基础。论文还利用MATLAB/GUI开发了燃气轮机直流发电系统的仿真软件,使得仿真研究的开展变得方便快捷;3、燃气轮机发电机组在电力负载发生突变时,特别是突甩100%额定负荷时,燃气轮机动力涡轮转速将发生剧烈波动甚至飞车,进而影响了发电机发出电能的品质,也不利于燃气轮机的安全运行。针对这一问题,本文对燃气轮机动力涡轮转速的控制方法进行了研究,整个控制方案采用了燃油控制和压气机后放气相结合的控制方式,燃油控制采用的是多回路控制低选的方法,并且运用粒子群优化(PSO)算法对燃气轮机PID控制器的参数进行了优化。最后的仿真结果表明:本文的控制方法是有效的,能够保证燃气轮机发电机组既安全又满足要求地运行,同时也能够保证优良的发电品质;4、论文最后对燃气轮机直流发电系统连续加减载、突减60%额定负荷和分级减载等动态特性进行了仿真研究,得到了整个动态过程中燃气轮机直流发电系统各性能参数的变化规律。仿真结果表明:在整个动态过程中燃气轮机动力涡轮转速和输出电压的瞬态调整率和稳定时间都满足要求。