[發明專利]用于測試船舶的電力管理系統的方法和系統

有效

• 申請號: 200680051804.8
• 申請日: 2006-12-01
• 公開（公告）號: CN101336398A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: R·斯科杰特內;T·A·約翰森;A·J·瑟倫森
• 申請（專利權）人: 海運控制公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;B63H25/42;G05D1/02;H02J4/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳松濤;王英

引言

在許多情況下，帶有用于位置保持或者其他應用的動態定位(DP)系 統的船舶(通常包括用于進行普通運行的自動駕駛儀)具有柴油機供電的 螺旋槳和推進器。包括發電機和船舶自動化系統的發電裝置在船舶上產生 電能，其中發電機由柴油機和/或燃氣渦輪驅動，船舶自動化系統包括電力 管理系統(PMS)。由用于螺旋槳和推進器的電機所消耗的電力構成了船上 消耗的產生電力的重要部分。因此，如果從動態定位“DP”控制系統到用 于螺旋槳或者推進器的電動機的PMS的控制信號引起大幅度、快速變化的 電能消耗，那么結果可能是電力超載、大的功率波動或者發電裝置的非設 計操作。這可能引起發電裝置關閉和非常不利的電力供應中斷。這種狀況 稱為停電，其代價高并有潛在的危險，并且可能導致任務丟失、設備損壞、 嚴重事故和船舶失事。在此背景下，測試DP控制系統和發電裝置(包括電 力管理系統以及部分海上自動化系統)之間的交互來確保在船舶運行過程 中不會發生停電、無法接受的電力波動或者其他錯誤事件或狀況就顯得至 關重要。目前使用的測試過程無法在要求模擬且又實際的條件下對PMS進 行系統測試。這就需要一種測試方法和系統，其能夠在要求模擬而又實際 的操作條件下對PMS系統是否能夠正常運行進行測試和驗證。由于以前所 公開的電力系統的模擬過于簡單化，因此還需要能夠更好地模擬電力系統 的系統和方法。船舶上的電力管理系統包括多級電力管理，從用于控制推 進器或者發電機機組的局部電力管理系統到用于控制整個電力系統的高級 電力管理系統。整個電力系統可以起到集成電力系統的作用，其中，若干 個低級電力管理系統組成一個高級PMS。這種電力系統分級結構中的高級 控制系統與低級控制系統之間的交互包括快速關閉信號的發送以及電力供 應中的巨大且急劇的波動。另外，電力管理系統通常分布在整個船舶的獨 立壁艙(bulkhead?compartment)中的若干個單元，并且電力管理系統還分布于 左舷和右舷(port?and?starboard)系統之間，因而，難以進行測試。因此，需 要對高級PMS與低級的PMS之間的各種交互進行測試，以便確保整個PMS 能夠在要求模擬而又實際的條件下正常工作。

半實物模擬

利用模擬對電力管理系統PMS(2)進行測試，其中所述PMS(2)連接 至模擬器(120)。PMS(2)可以與船舶斷開并作為半實物進行測試，或者 該PMS(2)仍然繼續連接至船舶(1)。模擬器(120)輸入命令，要不然 將所述命令提供給PMS(2)，并且計算由這樣的推進器和方向舵命令所產 生的船舶運動。模擬器返回由測量系統產生的、由模擬器計算的運動的信 號。從PMS(2)可以看出，似乎它被連接到船舶(1)上安裝的設備，然 而實際上它被連接到模擬器(120)上。在這種測試配置下，可以在各種各 樣的操作設置和環境條件、故障狀況以及操作員命令下對PMS(2)進行測 試。這是一種非常強大的且非常重要的測試方法。先前的模擬系統尚不能 以適當的方式模擬船舶(1)的發電系統(6)和配電網(90)，因此PMS 的實際測試尚不可行。本文提出的發明的目的在于便于這樣的測試。

發明內容

本發明解決了上述的一些問題。本發明公開了一種用于測試船舶的電 力管理系統的系統，其中所述電力管理系統用于對產生電能的系統進行控 制，其中所述電力管理系統從耗電系統接收第一信號，其中作為對所述第 一信號的響應，所述電力管理系統向發電系統提供第二控制信號，所述發 電系統向所述耗電系統提供電力P。所述系統的新穎性和特征性部分如下：

模擬器連接到所述電力管理系統，所述模擬器包括以下特征：

-模擬耗電系統，其用于接收與所述模擬耗電系統的期望狀態有關的實 際和/或模擬控制信號，

-模擬發電模塊，其用于向所述模擬耗電系統提供模擬電力P′，

-所述模擬耗電系統向所述實際電力管理系統提供模擬信號(9′)，

-作為對所述模擬信號的響應，所述實際電力管理系統向所述模擬發電 系統提供控制信號，

-作為對所述控制信號的響應，所述模擬發電系統向所述模擬耗電系統 提供模擬電力，

以便在所述模擬信號下對所述電力管理系統進行功能測試和/或故障模 式測試。