[實用新型]一種混合動力船舶供電控制系統

有效

• 申請號: 201420114982.2
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN203774864U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 楊帆;劉莉飛;崔剛;李姍;董繼維;張超
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七〇四研究所
• 主分類號: H02J9/08
• 分類號: H02J9/08;H02J13/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及一種船舶電力控制系統，特別涉及一種帶有可逆軸帶發電機的混合動力船舶供電控制系統。

背景技術

船舶運行需要推進系統提供動力，推進系統由推進控制系統（不屬于本實用新型涵蓋范圍）控制；船舶供電需要電力系統提供能源，電力系統由供電控制系統控制。不同動力類型的船舶，其電力系統的發配電設備區別較大，因此供電控制系統的控制設計有很大區別。現有的船舶供電控制系統主要應用于以下動力類型的船舶電力系統控制：

1、常規動力船舶：

常規動力船舶的航行動力由推進主機驅動，與電力系統無關。柴油發電機組為全船電力系統供電，供電控制系統僅控制柴油發電機組的運行。

2、帶有軸帶發電機的常規動力船舶：

帶有軸帶發電機組的常規動力船舶，航行動力由推進主機驅動，與電力系統無關。電力系統通常由一臺由船舶推進主機驅動的軸帶發電機和多臺柴油發電機組構成，在船舶航行期間，軸帶發電機可充分利用推進主機10%～15%的功率儲備裕量向全船供電，使推進主機高效率低能耗運行，實現節能。供電控制系統控制軸帶發電機和柴油發電機組的運行。

3、電力推進船舶：

電力推進船舶的電力系統通常由多臺柴油發電機組構成，電網經多級變壓器供給推進系統，為船舶提供主動力。供電控制系統主要用于控制柴油發電機組的運行。

隨著技術的發展，帶有可逆軸帶發電機的混合動力船舶，綜合了主機軸帶發電和電力推進的優勢，通過推進模式的切換改變船舶推進系統和電力系統的運行工況，充分利用系統效率。在船舶不同的推進模式下，可逆軸帶發電機分屬于推進控制系統或供電控制系統控制。由于在兩個控制系統之間需要無縫切換，并需要良好的聯鎖保護措施防止可逆軸帶發電機誤動作，因此，帶有可逆軸帶發電機的混合動力船舶供電控制系統的設計難度比傳統船舶提高許多。

發明內容

本實用新型是針對帶有可逆軸帶發電機的混合動力船舶供電控制系統設計難度大的問題，提出了一種混合動力船舶供電控制系統，滿足現在混合動力船舶供電切換要求，提高船舶運行效率。

本實用新型的技術方案為：一種混合動力船舶供電控制系統，控制柴油發電機組和可逆軸帶發電機，包括控制中心、兩個電網變送裝置、人機界面、聯鎖保護裝置、柴發控制裝置、柴發變送裝置、柴發同步裝置、可逆軸發控制裝置、可逆軸發變送裝置、可逆軸發測速裝置、可逆軸發同步裝置，兩個電網變送裝置分段采集電網電氣參數，并將模擬量數據送控制中心；控制中心通過現場總線接收推進控制系統的電氣參數；控制中心將數據通過以太網送入人機界面，顯示數據，人機界面設定參數送回控制中心；控制中心輸出控制指令到推進控制系統、柴發控制裝置和可逆軸發控制裝置；柴發控制裝置通過柴發變送裝置采集柴油發電機組電氣參數，輸出控制信號到柴發同步裝置和柴油發電機組配電板的執行機構；可逆軸發控制裝置通過可逆軸發變送裝置和可逆軸發測速裝置采集可逆軸帶發電機電氣參數，輸出控制信號到可逆軸發同步裝置和可逆軸帶發電機配電板的執行機構；聯鎖保護裝置接收控制中心的控制信號，聯鎖保護柴發控制裝置、控制柴發同步裝置、可逆軸發控制裝置、可逆軸發同步裝置的輸出信號。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型混合動力船舶供電控制系統，實現混合動力船舶四種工作模式下電力系統的控制：克服傳統意義上的帶有軸帶發電機的船舶電力系統，軸帶發電機與柴油發電機作為電力系統的電源，為全船供電，供電控制系統僅實現“主機推進帶可逆軸帶發電機發電模式”單一模式的控制，本系統可以實現混合動力船舶“主機單獨推進模式”、“主機與可逆軸帶發電機聯合推進模式”、“可逆軸帶發電機單獨推進模式”、“主機推進帶可逆軸帶發電機發電模式”四種工作模式下的電力系統控制；兩種可選的負載分配方式：當混合動力船舶工作在“主機推進帶可逆軸帶發電機發電模式”時，控制中心通過對在網并聯運行的可逆軸帶發電機與柴油發電機負載的計算，可以實現兩種負載分配方式：方式一，按照并聯機組的額定容量比例分配負載；方式二，可逆軸帶發電機優先分配負載；采用聯鎖保護裝置防止系統誤動作：聯鎖保護裝置在以下兩種情況下實現信號互鎖：互鎖同一被控對象的相反動作信號（如升速/降速，升壓/降壓，合閘/分斷，同步/分斷等）；若工作模式切換到“主機單獨推進模式”、“主機與可逆軸帶發電機聯合推進模式”、或“可逆軸帶發電機單獨推進模式”時，可逆軸帶發電機將不再作為發電機使用，供電控制系統的聯鎖保護裝置將屏蔽對可逆軸帶發電機的控制信號；?擴展性強：多臺柴油發電機組和1臺可逆軸帶發電機構成的混合動力船舶電力系統，可按照本系統結構進行相應擴展。

附圖說明