[發(fā)明專利]船舶混合動(dòng)力控制系統(tǒng)與控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410240048.X
• 申請(qǐng)日: 2014-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN104015912A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁裕鵬;嚴(yán)新平;萬江龍;王凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B63H21/21
• 分類號(hào): B63H21/21;B63H21/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

1.一種船舶混合動(dòng)力控制系統(tǒng)，包括：

交流電網(wǎng)，為船舶提供電能；

航速指令信號(hào)采集模塊，采集船舶航速的指令信號(hào)；

其特征在于，所述船舶混合動(dòng)力控制系統(tǒng)還包括：

一個(gè)電網(wǎng)信號(hào)調(diào)理模塊，獲取電網(wǎng)的質(zhì)量參數(shù)；?

與所述電網(wǎng)信號(hào)調(diào)理模塊通過以太網(wǎng)連接的混合動(dòng)力控制器，所述混合動(dòng)力控制器接受來自電網(wǎng)信號(hào)調(diào)理模塊的質(zhì)量參數(shù)，和來自航速指令信號(hào)采集模塊的航速指令信號(hào)；

太陽能光伏發(fā)電模塊，與交流電網(wǎng)和混合動(dòng)力控制器相連；?

風(fēng)力發(fā)電模塊，與交流電網(wǎng)和混合動(dòng)力控制器相連；?

船舶儲(chǔ)能模塊，與混合動(dòng)力控制器相連，并分別與太陽能光伏發(fā)電模塊和風(fēng)力發(fā)電模塊相連；混合動(dòng)力控制器根據(jù)電網(wǎng)信號(hào)調(diào)理模塊的檢測(cè)信號(hào)，確定是否將太陽能光伏發(fā)電模塊和/或風(fēng)力發(fā)電模塊產(chǎn)生的電能在船舶儲(chǔ)能模塊進(jìn)行儲(chǔ)存或是并入交流電網(wǎng)；

燃料電池模塊，與交流電網(wǎng)相連和混合動(dòng)力控制器相連；混合動(dòng)力控制器根據(jù)電網(wǎng)信號(hào)調(diào)理模塊的檢測(cè)信號(hào)，確定燃料電池模塊何時(shí)投入工作及產(chǎn)生多大的功率；

電力推進(jìn)模塊，與交流電網(wǎng)和混合動(dòng)力控制器相連，包括變頻器、推進(jìn)電機(jī)、螺旋槳；混合動(dòng)力控制器根據(jù)采集的航速指令信號(hào)，控制變頻器工作;

與所述交流電網(wǎng)相連的多個(gè)負(fù)載，負(fù)載模塊包括一級(jí)負(fù)載、二級(jí)負(fù)載、三級(jí)負(fù)載；當(dāng)船舶電網(wǎng)功率不足時(shí)，可以卸載次要負(fù)載保留重要負(fù)載，從而保證船舶的正常運(yùn)行；所述混合動(dòng)力控制器根據(jù)電網(wǎng)信號(hào)調(diào)理模塊的檢測(cè)信號(hào)以及所述負(fù)載的層級(jí)數(shù)和負(fù)載功率，計(jì)算船舶的電網(wǎng)的能量需求，并根據(jù)能量需求控制各發(fā)電模塊、用電模塊及船舶儲(chǔ)能模塊的工作方式或者啟停；

船舶發(fā)電機(jī)組模塊，以產(chǎn)生電能供給所述交流電網(wǎng)；船舶發(fā)電機(jī)組模塊包括三臺(tái)發(fā)電機(jī)，混合動(dòng)力控制器通過綜合各個(gè)發(fā)電模塊、負(fù)載模塊，并與三臺(tái)發(fā)電機(jī)的電子控制單元通信來控制三臺(tái)發(fā)電機(jī)的啟停與工作狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶混合動(dòng)力控制方法，其特征在于：所述船舶儲(chǔ)能模塊包括電池管理系統(tǒng)、蓄電池、超級(jí)電容、雙向DC/DC；電池管理系統(tǒng)與混合動(dòng)力控制器相連；混合動(dòng)力控制器通過綜合各個(gè)發(fā)電模塊、負(fù)載模塊情況，控制電池管理系統(tǒng)的工作；電池管理系統(tǒng)通過控制雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器來確定是否將太陽能電池板和雙饋發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存到蓄電池或者超級(jí)電容中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶混合動(dòng)力控制方法，其特征在于：所述燃料電池模塊包括燃料電池逆變并網(wǎng)控制器、燃料電池、單向DC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC逆變器；燃料電池逆變并網(wǎng)控制器與混合動(dòng)力控制器相連；燃料電池模塊產(chǎn)生的電能通過單向DC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC逆變器處理后并入交流電網(wǎng)，燃料電池逆變并網(wǎng)控制器通過檢測(cè)逆變后電流、電壓來控制DC/AC逆變器的工作；混合動(dòng)力控制器通過綜合各個(gè)發(fā)電模塊、負(fù)載模塊情況，控制燃料電池模塊何時(shí)投入工作及產(chǎn)生多大的功率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶混合動(dòng)力控制方法，其特征在于：

所述太陽能光伏發(fā)電模塊包括光伏逆變控制器、太陽能電池板、單向DC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC逆變器、LCL低通濾波器；光伏逆變控制器與混合動(dòng)力控制器相連；太陽能電池板產(chǎn)生的電能通過單向DC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC逆變器、LCL低通濾波器的處理變換并入主電網(wǎng)；光伏逆變控制器通過檢測(cè)光伏電板產(chǎn)生的電流、電壓以及逆變后的電流、電壓來控制單向DC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/AC逆變器工作；混合動(dòng)力控制器通過綜合各個(gè)發(fā)電模塊、負(fù)載模塊、以及船舶負(fù)荷情況通過控制光伏逆變控制器和電池管理系統(tǒng)來控制太陽能電池板產(chǎn)生的電能是并入交流電網(wǎng)還是存儲(chǔ)到儲(chǔ)能模塊；當(dāng)太陽能電池模塊與其他供電模塊共同給電網(wǎng)供電時(shí)，如果去除部分或者全部太陽能產(chǎn)生的電能，電網(wǎng)仍可正常工作，則將太陽能電池板產(chǎn)生的部分或者全部能量儲(chǔ)存到蓄電池或超級(jí)電容。