[發明專利]一種碼頭智能型高壓船用岸電系統

有效

• 申請號: 201310496972.X
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103532138A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 李瑜;朱明星;齊東流;尹陸軍;伍開銘
• 申請（專利權）人: 安徽天沃電氣技術有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/01;H02J3/18;H02J3/28
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 胡敏

技術領域

本發明涉及船舶供電系統技術領域，具體的說是一種碼頭智能型高壓船用岸電系統。

背景技術

隨著世界航運業的迅猛發展，船舶對環境造成的污染日趨嚴重，尤其是在靠泊期間其船舶車輔機的排放對港口所在城市環境造成了較大的影響。靠港船舶輔機發電是港口乃至所在城市空氣污染主要來源之一，為了應對這一問題，各國都在積極探索。另一方面，目前我國已成為世界造船大國，越來越多的國家和地區在我國的造船廠訂造符合其標準和頻率、電壓要求的各種船舶，以及維修各種船舶。在進行船舶修造時，船上大量的設備的設備均需要60Hz電源供電方能正常使用。由于我國電網供電電源頻率標準為50Hz，在船上發電機在沒有正常投入使用之前，這些需要60Hz電源供電的設備，必需要有一種與之電制匹配的電源來供電。為了解決這兩方面的問題，一種高質量穩頻穩壓的岸上供電系統（船用岸電電源）受到了廣泛的關注。但是在現有的岸上供電系統中，母線電壓大都0.4kv的低壓，經船上變壓器變為與負載相匹配的電源，這種低壓或是中高壓電源要引到船上需要很多根粗電纜，浪費成本，而且還有很多接口，船靠岸后連接操作復雜；在現有的高壓的供電系統中變頻子模塊采用獨立功能系統集成模式，硬件規模大，系統體積較大，對系統運行的穩定性及后期維護成本都有一定的影響，再有就是現有高壓上船技術中并沒有對負載的無功進行補償，沒有對負載倒灌的有功能量進行存儲，使電網側功率因數較低。因此有必要提供一種帶補償的，有能量存儲的高壓的岸電電源系統，提高對電網側功率因數，并且降低整個系統的運營成本。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種帶無功補償（SVG）并且能夠儲存有功功率的高壓智能岸電電源系統即碼頭智能型高壓船用岸電系統，這種智能系統擁有體積小，維護方便，能提高電網側功率因數等優點。

本發明是這樣實現的，一種碼頭智能型高壓船用岸電系統，其包括雙向功率傳輸子系統（11）、變流器及儲能子系統（12）、高壓變頻電源子系統（13）、動態無功補償子系統（14）、岸/船同步無擾動切換子系統（15）；雙向功率傳輸子系統（11）包括變壓器、雙向整流器，該變壓器輸入側接高壓電網，該雙向整流器根據直流電壓的高低實現對有功功率流的雙向控制；變流器及儲能子系統（12）用于實現電流的相位與幅值以控制有功功率以及無功功率的流動方向；高壓變頻電源子系統（13）用于電網側10kV/50Hz電源向負載側6.6kV/60Hz電源的轉換，同時進行船上電源的頻率及幅值跟蹤功能，以實現雙電源的無擾動切換功能；動態無功補償子系統（14）用于實現本電源系統所帶負載的無功補償，同時對同一母線中所帶其它負載的無功功率補償；岸/船同步無擾動切換子系統(15)用于配合高壓變頻電源子系統（13）實現岸上供電系統與船上供電系統無擾動轉換，使負載不必停機就可實現電源切換；變流器及儲能子系統（12）、高壓變頻電源子系統（13）、動態無功補償子系統（14）共用直流母線電壓，通過連接電抗器接往系統進線側。

作為上述方案的進一步改進，變流器及儲能子系統單元（12）由三相組成，每一相均由六級H橋電路組成，每一級H橋電路的母線電壓均由前級的無諧波分裂繞組變壓器供給。

本發明的碼頭智能型高壓船用岸電系統，變流器及儲能子系統（INV&ES），高壓變頻電源子系統（HVP）和動態無功補償子系統（SVG）三大主功能模塊共用直流母線電壓，通過連接電抗器接往系統進線側，這種接線方式不會引起系統環流，同時阻斷了系統的諧波電流路徑，使裝置對系統無任何不良影響；相比獨立功能系統集成模式，大大降低了硬件系統規模，減小整個系統體積，在系統可制造性、易維護、低成本等方面具有其它方案不可比擬的優勢。

附圖說明

圖1為本發明碼頭智能型高壓船用岸電系統的系統架構示意圖；

圖2為與圖1對應的主電路結構。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1示，碼頭智能型高壓船用岸電系統即智能供電系統包括雙向功率傳輸子系統（DP）11、變流器及儲能子系統（INV&ES）12、高壓變頻電源子系統（HVP）13、動態無功補償子系統（SVG）14、岸/船同步無擾動切換子系統15等五大子系統。下面分別簡述各子系統構成及其功能。