船舶全电力推进技术正在从交流组网过渡到直流组网,直流电力推进系统作为新一代船舶电力驱动动力方式,在体积重量、油耗和排放、电站灵活性等方面具有一定优势,未来将在海工支持船、平台供应船和邮轮等低压特种船舶领域得到更加广泛的应用。本文选择直流组网电推船永磁发电系统、储能系统、日用负荷供电系统作为研究的对象,对发电整流、储能充放电、日用负荷并/离网的控制策略展开研究,力求抑制发电系统输出电压的典型谐波分量,提高发电机转速稳定性;解决储能变流器并联充放电时能量分配问题,以及储能系统充放电过程中电流纹波问题;并实现日用逆变供电系统与岸电柔性并/离网。首先,研究了永磁同步发电机整流系统,运用坐标变换矩阵对永磁同步发电机整流系统进行建模,深入分析了矢量控制原理以及空间矢量脉宽调制方法,为提高发电机的转速稳定性,研究了滑模控制方法,针对传统滑模控制高趋近速度和低系统抖振难以兼得的问题,对滑模控制器使用的趋近律进行改进。在以上研究的基础上,提出了基于滑模控制的永磁同步发电机整流系统矢量控制策略。为了抑制发电机输出电压的典型谐波分量和不平衡分量,设计多重降阶广义积分器,将其应用于矢量控制环中。其次,研究船舶直流组网储能系统,推导了动力电池的等效模型,阐述了双向DC-DC变流器与直流母线之间能量双向流动的工作原理,研究了储能变流器的SOC-I电流控制方法和P-V电压下垂控制方法,在此基础上对储能系统充电过程和放电过程的控制方案进行设计,在“恒流-恒压”充电控制中结合了SOC-I控制,在放电控制中分工况使用P-V下垂控制、SOC-I控制和同步控制。针对储能系统电流纹波问题,设计了一种新的电流纹波补偿控制,对新型电流纹波补偿信号的约束进行了推导。再次,阐述了日用逆变供电系统并/离网的过程,研究了逆变器的基本控制方法。在船舶航行日用逆变供电系统脱离岸电电网时,对并联运行的日用负载逆变器采用下垂控制,独立运行的日用负载变流器采用V/f控制。在船舶靠/离岸日用逆变供电系统与岸电并/离网时,增加了同步控制和并网控制来实现日用逆变系统与岸电的柔性并/离网。最后,在MATLAB/Simulink中分别搭建了三个系统的仿真模型,验证所提控制策略的可行性。