[發明專利]一種多功能儲能移動式船舶岸電系統及控制方法

在審

• 申請號: 201710560765.4
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN109256793A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 周錫衛
• 申請（專利權）人: 周錫衛
• 主分類號: H02J3/34
• 分類號: H02J3/34;H02J3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多功能儲能移動式船舶岸電系統及控制方法，主要包括：主控系統模塊(1)、電流源控制器(2)、電壓源控制器(3)、60Hz頻率控制器(4)、50Hz頻率控制器(5)、雙向逆變器模塊(6)、多繞組變壓器(7)、系統總線(8)、通信電路模塊(9)、直流母線排(10)、監控通信鏈路(11)、電源電路模塊(12)、人工操控面板(13)、遠程通信網絡(14)、數據中心及移動終端(15)、第m組儲能蓄電池組串模塊(sm)、第n組儲能蓄電池組串模塊(sn)、第m組儲能蓄電池組管理系統BMS模塊(bm)、第n組儲能蓄電池組管理系統BMS模塊(bn)、60Hz/0.45KV電力線電控開關(k1)、50Hz/0.4KV電力線電控開關(k2)、60Hz/6.6KV電力線電控開關(k3)、50Hz/10KV(或6KV)電力線電控開關(k4)、第m組儲能蓄電池組串連接電控開關(km)、第n組儲能蓄電池組串連接電控開關(kn)、60Hz/0.45KV電力監測傳感器(T1)、50Hz/0.4KV電力監測傳感器(T2)、60Hz/6.6KV電力監測傳感器(T3)、50Hz/10KV(或6KV)電力監測傳感器(T4)、60Hz/0.45KV電力輸入輸出連接器(C1)、50Hz/0.4KV電力輸入輸出連接器(C2)、60Hz/6.6KV電力輸入輸出連接器(C3)、50Hz/10KV(或6KV)電力輸入輸出連接器(C4)，其中：

第m組儲能蓄電池組串模塊(sm)通過第m組儲能蓄電池組串連接電控開關(km)連接直流母線排(10)，并由直流母線排(10)連接雙向逆變器模塊(6)的直流連接端子以及由雙向逆變器模塊(6)交流連接端子接入多繞組變壓器(7)，再通過多繞組變壓器(7)連接的60Hz/0.45KV電力線電控開關(k1)與60Hz/0.45KV電力輸入輸出連接器(C1)相連接，構成第m組儲能蓄電池組串模塊(sm)的60Hz/0.45KV電力電能交換電力路徑；

第m組儲能蓄電池組串模塊(sm)通過第m組儲能蓄電池組串連接電控開關(km)連接直流母線排(10)，并由直流母線排(10)連接雙向逆變器模塊(6)的直流連接端子以及由雙向逆變器模塊(6)交流連接端子接入多繞組變壓器(7)，再通過多繞組變壓器(7)連接的50Hz/0.4KV電力線電控開關(k2)與50Hz/0.4KV電力輸入輸出連接器(C2)相連接，構成第m組儲能蓄電池組串模塊(sm)的50Hz/0.4KV電力電能交換電力路徑；

第m組儲能蓄電池組串模塊(sm)通過第m組儲能蓄電池組串連接電控開關(km)連接直流母線排(10)，并由直流母線排(10)連接雙向逆變器模塊(6)的直流連接端子以及由雙向逆變器模塊(6)交流連接端子接入多繞組變壓器(7)，再通過多繞組變壓器(7)連接的60Hz/6.6KV電力線電控開關(k3)與60Hz/6.6KV電力輸入輸出連接器(C3)相連接，構成第m組儲能蓄電池組串模塊(sm)的60Hz/6.6KV電力電能交換電力路徑；

第m組儲能蓄電池組串模塊(sm)通過第m組儲能蓄電池組串連接電控開關(km)連接直流母線排(10)，并由直流母線排(10)連接雙向逆變器模塊(6)的直流連接端子以及由雙向逆變器模塊(6)交流連接端子接入多繞組變壓器(7)，再通過多繞組變壓器(7)連接的50Hz/10KV(或6KV)電力線電控開關(k4)與50Hz/10KV(或6KV)電力輸入輸出連接器(C4)相連接，構成第m組儲能蓄電池組串模塊(sm)的50Hz/10KV(或6KV)電力電能交換電力路徑；

第n組儲能蓄電池組串模塊(sn)通過第n組儲能蓄電池組串連接電控開關(kn)連接直流母線排(10)，并由直流母線排(10)連接雙向逆變器模塊(6)的直流連接端子以及由雙向逆變器模塊(6)交流連接端子接入多繞組變壓器(7)，再通過多繞組變壓器(7)連接的60Hz/0.45KV電力線電控開關(k1)與60Hz/0.45KV電力輸入輸出連接器(C1)相連接，構成第n組儲能蓄電池組串模塊(sn)的60Hz/0.45KV電力電能交換電力路徑；

第n組儲能蓄電池組串模塊(sn)通過第n組儲能蓄電池組串連接電控開關(kn)連接直流母線排(10)，并由直流母線排(10)連接雙向逆變器模塊(6)的直流連接端子以及由雙向逆變器模塊(6)交流連接端子接入多繞組變壓器(7)，再通過多繞組變壓器(7)連接的50Hz/0.4KV電力線電控開關(k2)與50Hz/0.4KV電力輸入輸出連接器(C2)相連接，構成第n組儲能蓄電池組串模塊(sn)的50Hz/0.4KV電力電能交換電力路徑；

第n組儲能蓄電池組串模塊(sn)通過第n組儲能蓄電池組串連接電控開關(kn)連接直流母線排(10)，并由直流母線排(10)連接雙向逆變器模塊(6)的直流連接端子以及由雙向逆變器模塊(6)交流連接端子接入多繞組變壓器(7)，再通過多繞組變壓器(7)連接的60Hz/6.6KV電力線電控開關(k3)與60Hz/6.6KV電力輸入輸出連接器(C3)相連接，構成第n組儲能蓄電池組串模塊(sn)的60Hz/6.6KV電力電能交換電力路徑；

第n組儲能蓄電池組串模塊(sn)通過第n組儲能蓄電池組串連接電控開關(kn)連接直流母線排(10)，并由直流母線排(10)連接雙向逆變器模塊(6)的直流連接端子以及由雙向逆變器模塊(6)交流連接端子接入多繞組變壓器(7)，再通過多繞組變壓器(7)連接的50Hz/10KV(或6KV)電力線電控開關(k4)與50Hz/10KV(或6KV)電力輸入輸出連接器(C4)相連接，構成第n組儲能蓄電池組串模塊(sn)的50Hz/10KV(或6KV)電力電能交換電力路徑；

主控系統模塊(1)通過系統總線(8)分別連接電流源控制器(2)、電壓源控制器(3)、60Hz頻率控制器(4)、50Hz頻率控制器(5)、雙向逆變器模塊(6)，構成雙向逆變頻率與運行調節控制鏈路；

主控系統模塊(1)通過通信電路模塊(9)連接監控通信鏈路(11)，并由監控通信鏈路(11)分別連接第m組儲能蓄電池組管理系統BMS模塊(bm)、第n組儲能蓄電池組管理系統BMS模塊(bn)、60Hz/0.45KV電力線電控開關(k1)、50Hz/0.4KV電力線電控開關(k2)、60Hz/6.6KV電力線電控開關(k3)、50Hz/10KV(或6KV)電力線電控開關(k4)、第m組儲能蓄電池組串連接電控開關(km)、第n組儲能蓄電池組串連接電控開關(kn)、60Hz/0.45KV電力監測傳感器(T1)、50Hz/0.4KV電力監測傳感器(T2)、60Hz/6.6KV電力監測傳感器(T3)、50Hz/10KV(或6KV)電力監測傳感器(T4)，構成船舶岸電系統實時監測及控制鏈路；

主控系統模塊(1)通過通信電路模塊(9)連接監控通信鏈路(11)，并由監控通信鏈路(11)連接人工操控面板(13)，構成船舶岸電系統人工操控的通信鏈路；

主控系統模塊(1)連接通信電路模塊(9)，并由通信電路模塊(9)通過遠程通信網絡(14)連接數據中心及移動終端(15)，構成數據中心及移動終端(15)與船舶岸電系統交互信息的通信鏈路；

電源電路模塊(12)連接主控系統模塊(1)，構成系統電源供電電力路徑；

第m組儲能蓄電池組管理系統BMS模塊(bm)連接第m組儲能蓄電池組串模塊(sm)，同時順次經監控通信鏈路(11)及通信電路模塊(9)連接主控系統模塊(1)，構成第m組儲能蓄電池組管理系統BMS模塊(bm)與主控系統模塊(1)交互信息以及儲能蓄電池監測與均衡的控制鏈路；

第n組儲能蓄電池組管理系統BMS模塊(bn)連接第m組儲能蓄電池組串模塊(sn)，同時順次經監控通信鏈路(11)及通信電路模塊(9)連接主控系統模塊(1)，構成第n組儲能蓄電池組管理系統BMS模塊(bn)與主控系統模塊(1)交互信息以及儲能蓄電池監測與均衡的控制鏈路；

一種多功能儲能移動式船舶岸電系統的主要控制方法為：

1)系統上電自檢，異常時報警及進入異常處理流程；

2)正常時連通數據中心及移動終端(15)，接受人工和數據中心及移動終端(15)設置和選擇參數及運行模式；

3)如果設置和選擇參數及運行模式不符合要求時，系統提示進行重新設置與選擇；否則，進入選擇的運行模式，即：

儲能蓄電池充電模式：主控系統模塊(1)控制C3或C4閉合，檢測分析儲能蓄電池組管理系統BMS模塊監測數據是否正常，異常時報警及進入異常處理流程；正常時根據C3或C4閉合的狀態選擇相應的60Hz頻率控制器(4)或50Hz頻率控制器(5)，主控系統模塊(1)調用電流源控制器(2)控制雙向逆變器模塊(6)按設定的相應充電策略為儲能蓄電池充電，并且BMS模塊實時監測蓄電池的荷電狀態，沒有達到充滿設定標志時，反復進行BMS模塊實時監測蓄電池的荷電狀態并充電，直至充滿則停止充電；主控系統模塊(1)計算分析儲能蓄電池組管理系統BMS模塊監測數據，生成充放電計劃并發送提示信息；

儲能蓄電池放電模式：主控系統模塊(1)控制C1或C2閉合，檢測分析儲能蓄電池組管理系統BMS模塊監測數據是否正常，異常時報警及進入異常處理流程；正常時根據C1或C2閉合的狀態選擇相應的60Hz頻率控制器(4)或50Hz頻率控制器(5)，主控系統模塊(1)調用電壓源控制器(3)控制雙向逆變器模塊(6)按設定的相應充電策略控制儲能蓄電池擔當供電電源，并且BMS模塊實時監測蓄電池的荷電狀態，沒有達到電量放完的設定標志時，持續進行BMS模塊實時監測蓄電池的荷電狀態并保持放電供電，直至達到電量放完的設定標志則停止充電；主控系統模塊(1)計算分析儲能蓄電池組管理系統BMS模塊監測數據，生成充放電計劃并發送提示信息；

4)返回第2)步，等待進入下一次充放電的任務流程。

2.根據權利要求1一種多功能儲能移動式船舶岸電系統及控制方法，所述60Hz/0.45KV電力線電控開關(k1)、50Hz/0.4KV電力線電控開關(k2)、60Hz/6.6KV電力線電控開關(k3)、50Hz/10KV(或6KV)電力線電控開關(k4)的特征是，采用常斷開狀態開關并且60Hz/0.45KV電力線電控開關(k1)和50Hz/0.4KV電力線電控開關(k2)為單閉合互鎖，即同一時間只有一個開關閉合；以及60Hz/6.6KV電力線電控開關(k3)和50Hz/10KV(或6KV)電力線電控開關(k4)為單閉合互鎖，即同一時間只有一個開關閉合。