船舶在靠港时,船舶柴油发电机发电会产生大量的废气和噪声等污染。随着我国经济迅速发展,对于港口建设需求也不断增大,建设绿色化、低碳化的港口已经刻不容缓。岸电技术是指船舶在靠港期间,停止使用船舶柴油发电机,改用码头岸电电源给船舶供电。靠港船舶使用岸电对节能减排、建设绿色港口有着很重要的意义,能够有效解决靠港期间使用船舶柴油发电机发电对港口环境带来的污染问题。无缝并网控制是岸电系统的核心技术之一,可以实现港口岸电向靠港船舶提供不间断与稳定的电力。论文对船舶岸电系统进行了建模,包括岸电供电系统数学模型和船舶电力系统数学模型,对船舶岸电无缝并网的过程、并网条件及控制原理进行了分析,对无缝并网控制策略进行了研究。论文主要工作如下:(1)分析了船舶岸电系统的基本组成、现有岸电系统的供电方式和分布形式,建立了岸电供电系统数学模型,包括电源整流器和逆变器核心部件的数学模型;建立了船舶电力系统的数学模型,包括柴油机及调速控制系统、同步发电机及励磁控制系统模型,在此基础上构建了岸电系统的仿真模型,通过仿真验证了模型的正确性,为后续研究无缝并网控制策略奠定了基础。(2)分析了船舶岸电无缝并网的过程及控制原理,详细分析了实现无缝并网的相序、频率、电压、相角一致性条件;研究了无缝并网的相序检测与调整、并网条件检测与调整、相位角预同步、逆功率防护等关键方法,采用计数器和硬件零指示器,通过三相电压过零点时触发中断判断相序,用控制器完成相序自动调整;设计了电压幅值差和频率差的检测及调整模块,通过仿真验证了方法正确性;设计了相位角预同步控制模块,通过仿真验证该方法可实现岸侧与船侧电压相位的快速同步;最后提出了一种通过消除合闸角进行逆功率防护的方法。(3)研究了两种船舶岸电无缝并网控制策略。第一种控制策略是P-Q转V-F的混合控制策略,即并网过程中对岸电逆变器的控制器采用P-Q控制,并网后由P-Q控制转V-F控制,以实现岸侧给船舶负载输出稳定电压,通过仿真验证可以获得较好的控制效果;第二种控制策略是对岸侧逆变器采用下垂控制,并对传统下垂控制器进行优化,加入虚拟惯性环节,使岸侧逆变器具有船舶电气特性,仿真结果表明改进后的控制策略能实现船舶柴油发电机与岸电平稳切换,验证了该策略的有效性。最后通过对比分析,两种控制策略各有各自优点,均能达到船舶岸电无缝并网控制策略的要求。