综述：船舶微燃机直流发电系统中机-网-荷-储协同控制策略研究进展

本文系统评述了船舶直流微电网中微燃气轮机(MGT)与能量存储系统(ESS)的协同控制技术，重点解析了脉冲负载(如20 MW级电磁武器)引发的瞬态功率失衡问题，提出整合飞轮储能(FESS)、超级电容和电池的混合储能系统(HESS)架构，为舰船综合电力系统(IPS)的机-网-荷-储动态协调提供理论支撑。

　　

船舶直流微电网的进化之路

从早期机械传动的直流配电系统到现代集成化交流(AC)系统，再到高效紧凑的直流(DC)微电网，舰船动力系统经历了革命性变革。英国45型驱逐舰和美国DDG 1000驱逐舰的服役，标志着舰船综合电力系统(IPS)进入新纪元。

微燃气轮机的航海征程

源自航空领域的高功率密度燃气轮机，凭借快速启动特性登陆舰船舞台。LM2500系列燃气轮机在提康德罗加级巡洋舰的成功应用，验证了其作为舰船主动力的可靠性。与传统柴油机相比，微燃气轮机(MGT)的功率重量比提升达30%，但燃烧延迟(约200-500毫秒)成为应对脉冲负载的关键瓶颈。

储能技术的海上攻防战

面对电磁炮等脉冲负载的MW级瞬时功率需求，飞轮储能(FESS)展现出毫秒级响应优势，其功率密度可达5-8 kW/kg。超级电容与锂离子电池组成的混合储能系统(HESS)，通过分层控制策略有效平抑高/低频功率波动。实验数据显示，HESS可使系统电压暂降减少60%。

机-网-荷-储协同作战手册

在单台MGT模式下，采用基于转速-功率解耦的控制算法，将燃气轮机调节速率从3%/s提升至8%/s。双机并联运行时，引入虚拟同步发电机(VSG)技术，惯性时间常数优化至0.8-1.2秒。某型驱逐舰实测表明，协同控制策略使脉冲负载冲击下的电压恢复时间缩短至150毫秒内。

未来战场的技术高地

亟待突破燃气轮机-储能设备的动态匹配模型，开发考虑舰体空间约束的模块化储能阵列。智能预测算法与数字孪生技术的融合，将成为应对复杂海况下多脉冲负载联动的关键。值得注意的是，现有研究中23%的储能容量配置存在过度设计，需建立更精确的瞬态能量流预测框架。