[發明專利]基于復合能源并網發電的千瓦級船舶能源系統實驗平臺

有效

• 申請號: 201310255019.6
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103345869A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 嚴新平;孫玉偉;袁成清;陳順懷;徐立;湯旭晶;張月雷;袁裕鵬;張彥
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18;H02J3/38
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國;喬宇

1.一種基于復合能源并網發電技術的kW級船舶能源系統實驗平臺，其特征在于：包括主配電板，以及均與所述主配電板連接的復合能源并網發電裝置、左旋配電板和右旋配電板；該實驗平臺還包括智能化綜合管理系統，對整個系統實驗平臺的復合能源運行過程進行優化配置及安全控制；

其中所述復合能源并網發電裝置包括均與所述智能化綜合管理系統連接的雙燃料發電機組、LNG燃氣輪機發電機組、光伏并網發電裝置、風力并網發電裝置、燃料電池并網發電裝置、岸電箱、饋能發電機組、模擬風帆輔助推進裝置和電力推進裝置。

2.根據權利要求1所述的實驗平臺，其特征在于，雙燃料發電機組、LNG燃氣輪機發電機組、光伏并網發電裝置、風力并網發電裝置、燃料電池并網發電裝置、岸電箱、饋能發電機組均通過三相電纜與主配電板連接，輸出的三相電壓為AC?400V，頻率為50Hz；或者輸出的三相電壓為AC?440V，頻率為60Hz。

3.根據權利要求1所述的實驗平臺，其特征在于，所述的雙燃料發電機組包括雙燃料發動機、雙燃料變速齒輪箱、雙燃料同步發電機、雙燃料發電機組主開關及雙燃料發電機控制系統；在雙燃料發電機控制系統的控制下，所述的雙燃料發動機作為原動機，經雙燃料變速齒輪箱帶動雙燃料同步發電機輸出三相電壓至主配電板。

4.根據權利要求3所述的實驗平臺，其特征在于，所述的LNG燃氣輪機發電機組包括LNG燃氣輪機、LNG燃氣變速齒輪箱、LNG燃氣同步發電機、LNG燃氣輪機發電機組主開關及LNG燃氣輪機發電機組控制系統，LNG燃氣輪機通過聯軸節與LNG燃氣變速齒輪箱連接，在LNG燃氣輪機發電機組控制系統的控制下，LNG燃氣輪機通過LNG燃氣變速齒輪箱帶動LNG燃氣同步發電機輸出三相電壓至主配電板。

5.根據權利要求4所述的實驗平臺，其特征在于，所述的光伏并網發電裝置包括太陽能光伏電池陣列、防雷直流匯流排、DC/DC變換器、DC/AC逆變器、濾波器、光伏工頻隔離變壓器、蓄電池、電池管理系統BMS和光伏逆變并網控制器；

光伏逆變并網控制器檢測外界日照強度和光伏電池陣列的表面溫度，采用最大輸出功率控制策略使光伏電池陣列的直流輸出電壓和電流在最大功率點處，并通過鎖相環確定電網電壓、頻率和相位；

DC/AC逆變器將DC/DC變換器穩壓后輸出的直流電逆變為三相電，三相電經濾波器和光伏工頻隔離變壓器匯入主配電板；

電池管理系統BMS將DC/DC變換器輸出的直流電充入蓄電池，以備應急負載使用。

6.根據權利要求5所述的實驗平臺，其特征在于，所述的風力并網發電裝置包括垂直軸風機、水平軸風機、差動齒輪箱、異步發電機、變頻調速器、工頻隔離變壓器、風力并網發電裝置主開關和風力逆變并網控制器，垂直軸風機、水平軸風機與差動齒輪箱之間，差動齒輪箱與異步發電機之間均采用剛性軸連接；

差動齒輪箱將垂直軸風機和水平軸風機輸出的轉矩傳至異步發電機，風力逆變并網控制器控制變頻調速器以保證異步發電機輸出三相電至工頻隔離變壓器，三相電經工頻隔離后匯入主配電板。

7.根據權利要求6所述的實驗平臺，其特征在于，所述的燃料電池并網發電裝置包括燃料電池組件、DC/DC變換器、DC/AC逆變器、濾波器、工頻隔離變壓器、燃料電池并網發電裝置主開關及燃料電池逆變并網控制器；

根據電網負載需求，燃料電池逆變并網控制器控制燃料電池組件始終處于最大功率輸出點，燃料電池組件的輸出經DC/DC變換器、DC/AC逆變器和濾波器后輸出三相電，三相電經工頻隔離變壓器匯入主配電板。

8.根據權利要求7所述的實驗平臺，其特征在于，所述的饋能發電機組包括左舷變速齒輪箱、饋能發電機、變頻調速器、左舷工頻變壓隔離器和饋能發電機組并網控制器，左舷變速齒輪箱與饋能發電機之間采用剛性軸連接；

饋能發電機并網控制器控制變頻調速器調節饋能發電機輸出的三相電，三相電再經左舷工頻變壓隔離器匯入主配電板。

9.根據權利要求8所述的實驗平臺，其特征在于，所述的模擬風帆輔助推進裝置包括異步電動機、鼓風機、鼓風機變頻調速控制器和船用升降式風帆，異步電動機和鼓風機由右舷分配電板供電，鼓風機變頻調速控制器控制船用升降式風帆上所獲取的風流量和相對風速。