[發(fā)明專利]電能質(zhì)量在線檢測及自控系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611248463.5
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106849079B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁成清;邱爰超;孫玉偉;湯旭晶;喻航;楊紫薇
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發(fā)明提供一種基于分布式電源并網(wǎng)船舶的電能質(zhì)量在線檢測及自控系統(tǒng)，它包括設(shè)置在分布式電源和船舶電網(wǎng)之間的可調(diào)逆變器和交流連續(xù)可調(diào)濾波器，交流連續(xù)可調(diào)濾波器輸出端設(shè)置的信號采集單元，數(shù)據(jù)處理單元和信息存儲單元；信號采集單元用于采集分布式電源并網(wǎng)側(cè)實時電壓、電流和頻率；數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)采集的分布式電源并網(wǎng)側(cè)實時電壓和頻率，計算逆變并網(wǎng)處的電能質(zhì)量和諧波信號，將實時電壓和頻率傳輸給可調(diào)逆變器，將諧波信號傳輸給交流連續(xù)可調(diào)濾波器；信息存儲單元用于存儲實時的逆變并網(wǎng)處的電能質(zhì)量。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源并網(wǎng)電流電能質(zhì)量的實時監(jiān)測和自動調(diào)控，集在線監(jiān)測、自動控制為一體，保障船舶電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電能質(zhì)量在線監(jiān)測及自控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于分布式電源并網(wǎng)船舶的電能質(zhì)量在線檢測及自控系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隨著海洋環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)峻，船舶節(jié)能減排工作逐漸得到了國際海事組織的重視，在傳統(tǒng)船舶平臺上集成綠色分布式電源技術(shù)是當(dāng)前船舶實現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑。分布式電源并網(wǎng)技術(shù)在船舶上的應(yīng)用，不但會改變船舶電網(wǎng)原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和潮流分布，也會帶來新的電能質(zhì)量問題，引起諸如頻率偏差、電壓波動、諧波畸變等危害。電網(wǎng)電能質(zhì)量的下降不僅會影響船舶電網(wǎng)和船用電氣設(shè)備的正常運行，造成巨大的經(jīng)濟損失，還會造成電氣設(shè)備故障，嚴(yán)重危害船舶安全。

近年來，國際海事組織及中國船級社對船舶電網(wǎng)和分布式電源并網(wǎng)電流的電能質(zhì)量均制定了詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電能質(zhì)量的極限值，基于分布式電源并網(wǎng)船舶的電能質(zhì)量在線檢測及自控系統(tǒng)的應(yīng)用，正是為了改善分布式電源并網(wǎng)電流的電能質(zhì)量，避免不佳的電能質(zhì)量對船舶電網(wǎng)的沖擊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于分布式電源并網(wǎng)船舶的電能質(zhì)量在線檢測及自控系統(tǒng)和方法，能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源并網(wǎng)電流電能質(zhì)量的實時監(jiān)測和自動調(diào)控。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種基于分布式電源并網(wǎng)船舶的電能質(zhì)量在線檢測及自控系統(tǒng)，其特征在于：它包括設(shè)置在分布式電源和船舶電網(wǎng)之間、依次連接的可調(diào)逆變器和交流連續(xù)可調(diào)濾波器，交流連續(xù)可調(diào)濾波器輸出端設(shè)置的信號采集單元，數(shù)據(jù)處理單元和信息存儲單元；其中，

信號采集單元用于采集分布式電源并網(wǎng)側(cè)實時電壓、電流和頻率；

數(shù)據(jù)處理單元用于根據(jù)采集的分布式電源并網(wǎng)側(cè)實時電壓和頻率，計算逆變并網(wǎng)處的電能質(zhì)量和諧波信號，將實時電壓和頻率傳輸給可調(diào)逆變器，將諧波信號傳輸給交流連續(xù)可調(diào)濾波器；

信息存儲單元用于存儲實時的逆變并網(wǎng)處的電能質(zhì)量。

按上述方案，所述的數(shù)據(jù)處理單元和信息存儲單元整體由PLC下位機形成。

按上述方案，本系統(tǒng)還包括用于顯示實時電能質(zhì)量的上位機，與所述的PLC下位機連接。

按上述方案，本系統(tǒng)還包括用于在實時電能質(zhì)量超過設(shè)定的指標(biāo)值時發(fā)出報警信號的報警器，與所述的PLC下位機連接。

利用所述的基于分布式電源并網(wǎng)船舶的電能質(zhì)量在線檢測及自控系統(tǒng)實現(xiàn)的自控方法，其特征在于：它包括以下步驟：

根據(jù)實時采集的分布式電源并網(wǎng)側(cè)實時電壓和頻率，計算逆變并網(wǎng)處的電能質(zhì)量和諧波信號；所述的電能質(zhì)量包括實時電壓偏差、實時頻率偏差、實時單次諧波含量、實時諧波總畸變率和實時電流不平衡度；

通過信息存儲單元將實時電能質(zhì)量進行存儲；

可調(diào)逆變器將采集的實時電壓和頻率，與系統(tǒng)額定電壓和頻率相比，得到電壓、頻率的實時偏差，電壓實時偏差經(jīng)占空比調(diào)節(jié)器控制可調(diào)逆變器IGBT的開通與關(guān)斷的占空比，頻率實時偏差經(jīng)調(diào)制波頻率調(diào)節(jié)器對可調(diào)逆變器調(diào)制波的頻率進行微調(diào)；