[發(fā)明專利]一種海洋錨泊浮臺用能源供給系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910270715.1
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN110034557A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸運(yùn)章;張佳亮;周蒙;郭進(jìn);周洪彪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J1/14;H02J3/38;H02J3/32;H02J7/35
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;廖元寶

本發(fā)明公開了一種海洋錨泊浮臺用能源供給系統(tǒng)，包括發(fā)電單元、儲能單元、監(jiān)控單元和供配電單元；供配電單元包括直流母線架構(gòu)的一次母線；發(fā)電單元包括光伏發(fā)電子單元或風(fēng)力發(fā)電子單元或燃油發(fā)電子單元中的一種或多種，各子單元均與一次母線相連；監(jiān)控單元用于監(jiān)控儲能單元的儲能情況以實(shí)現(xiàn)各子單元的切換，以及在一次母線欠壓時(shí)關(guān)閉儲能單元的輸出。本發(fā)明還相應(yīng)公開了一種控制方法，當(dāng)能量不足時(shí)，儲能單元放電以補(bǔ)充不足的能量；當(dāng)儲能單元電量不足時(shí)，自動啟動燃油發(fā)電子單元為負(fù)載供電，同時(shí)為儲能單元充電；當(dāng)儲能單元電量充至上限時(shí)，自動關(guān)閉燃油發(fā)電子單元。本發(fā)明的系統(tǒng)及方法均具有長時(shí)間運(yùn)行、可自恢復(fù)供電等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及海洋錨泊浮臺技術(shù)領(lǐng)域，特指一種海洋錨泊浮臺用能源供給系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

錨泊式電子信息浮臺是一種比現(xiàn)有浮標(biāo)穩(wěn)定性更高、惡劣海況生存能力更強(qiáng)、壽命更長、維護(hù)要求更低、任務(wù)系統(tǒng)負(fù)載能力大幅提高的錨泊浮臺，作為海洋信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)離岸平臺，并以此為支撐點(diǎn)在浮臺上建立與海域態(tài)勢監(jiān)視和海洋環(huán)境觀測有關(guān)的各種數(shù)據(jù)采集管道，通過無線通信手段送至岸站，實(shí)現(xiàn)對海域態(tài)勢和海洋環(huán)境的全天候綜合感知，并對布放海域提供信息服務(wù)。

錨泊浮臺能源供給系統(tǒng)應(yīng)用于錨泊浮臺這種特定的海洋平臺中。對于錨泊浮臺的開發(fā)，在我國以及全世界均屬前沿技術(shù)。基于錨泊浮臺在海域態(tài)勢監(jiān)視和海洋環(huán)境觀測領(lǐng)域等優(yōu)勢，勢必會成為未來的發(fā)展趨勢，廣泛應(yīng)用于軍用和民用領(lǐng)域。

現(xiàn)有的錨泊浮臺能源供給系統(tǒng)的技術(shù)方案有以下幾種：（1）單獨(dú)采用柴油發(fā)電機(jī)提供動力，柴油發(fā)電機(jī)油箱箱體體積較大，柴油補(bǔ)充不方便，一旦用完沒有及時(shí)補(bǔ)充柴油則不可再提供能量。（2）以光伏發(fā)電和柴油發(fā)電為動力的錨泊浮臺能源供給系統(tǒng)，一次母線輸出電壓為AC220V，光伏發(fā)電量依賴白天太陽輻照度，光伏發(fā)電量無法滿足浮臺設(shè)備用的需求，一旦柴油用完就不可再提供能量，無法解決錨泊浮臺長時(shí)間運(yùn)行的問題；且采用的AC220V交流母線形式，系統(tǒng)欠壓后雙向逆變器無法自重啟，導(dǎo)致系統(tǒng)不能自恢復(fù)供電。這兩種方式的錨泊浮臺均不能長時(shí)間運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可長時(shí)間運(yùn)行、可自恢復(fù)供電的海洋錨泊浮臺用能源供給系統(tǒng)及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種海洋錨泊浮臺用能源供給系統(tǒng)，包括發(fā)電單元、儲能單元、監(jiān)控單元和供配電單元；

所述供配電單元，包括一次母線和二次電源，所述一次母線為直流母線架構(gòu)；所述二次電源與所述一次母線相連，并從一次母線進(jìn)行取能；

所述發(fā)電單元包括光伏發(fā)電子單元或風(fēng)力發(fā)電子單元或燃油發(fā)電子單元中的一種或多種，各所述子單元均與所述一次母線相連；

所述儲能單元，與所述一次母線相連，用于儲存各子單元中多余的能量；

所述監(jiān)控單元，用于監(jiān)控儲能單元的儲能情況以實(shí)現(xiàn)各子單元的切換，以及在一次母線欠壓時(shí)關(guān)閉儲能單元的輸出，并保留發(fā)電單元暢通以實(shí)現(xiàn)自恢復(fù)供電功能。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述光伏發(fā)電子單元包括多組太陽能電池陣和光伏MPPT模塊，各太陽能電池陣均與光伏MPPT模塊一一對應(yīng)連接；光伏MPPT模塊使用高頻變壓器驅(qū)動一個(gè)升-降型DC-DC全橋式逆變電路，利用擾動跟蹤算法使太陽能電池陣輸出功率跟蹤最大功率點(diǎn)。

所述風(fēng)力發(fā)電子單元包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)和風(fēng)能控制器，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)與所述風(fēng)能控制器相連，所述風(fēng)能控制器的輸出端連接至所述一次母線。

所述燃油發(fā)電子單元包括柴油發(fā)電機(jī)和多個(gè)整流模塊，所述柴油發(fā)電機(jī)經(jīng)多個(gè)整流模塊與所述一次母線相連。