[發明專利]船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201910357560.5
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN109904868A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 李文華;岳英杰;張存有;孫玉清;張金男;張君彥;周性坤;劉程;劉雄雁;敖鍵
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H02J3/30
• 分類號: H02J3/30;H02J3/38
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 王志強;李洪福

1.一種船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置，其特征在于，包括：

發電機組，包括發電柴油機和發電機，所述發電柴油機工作驅動所述發電機發電，且將電力輸送至配電設備；

主配電板，作為配電設備，接收發電機組或飛輪儲能系統提供的電力，且輸送分配至用電設備；

用電設備，接收主配電板分配的電力，且用于驅動用電設備工作；

飛輪儲能系統，包括電力變換器和飛輪儲能裝置，所述電力變換器連接至所述主配電板，且用于接收所述主配電板分配的電力或反饋電力至所述主配電板，所述飛輪儲能裝置包括飛輪、電機和密封殼體，所述飛輪和電機設于所述密封殼體內，且所述電機用于驅動所述飛輪旋轉蓄能或在飛輪的慣性旋轉驅動下帶動所述電機發電；

當船舶電力系統的用電負荷減小至指定值，所述主配電板將電力分配至所述飛輪儲能系統，其電力變換器將接收的電力傳輸至飛輪儲能裝置，驅動電機旋轉，進而帶動飛輪旋轉蓄能；

當船舶電力系統的用電負荷增大至指定值，所述飛輪慣性旋轉帶動所述電機發電，且將電力通過電力變換器傳輸至主配電板。

2.根據權利要求1所述的船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置，其特征在于，

所述的發電機組設有多組發電設備，每組發電設備包括一個發電柴油機和一個發電機。

3.根據權利要求2所述的船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置，其特征在于，

所述的發電機組設有三組發電設備，每組發電設備分別同所述主配電板連接。

4.根據權利要求1所述的船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置，其特征在于，

所述飛輪為高強度復合材料制成的高速飛輪。

5.根據權利要求1所述的船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置，其特征在于，

所述電機為電動/發電互逆式電機。

6.根據權利要求1所述的船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置，其特征在于，

所述飛輪儲能系統還設有監測飛輪轉速的監控儀表。

7.根據權利要求1所述的船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置，其特征在于，

所述用電設備包括錨機、起貨機、舵機、絞纜機、壓縮機、泵以及生活用電設備。

8.一種上述權利要求1所述的船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置的使用方法，其特征在于包括以下步驟：

當船舶上的能量管理系統檢測到用電負荷減小后，飛輪儲能系統工作于充電模式，主配電板向電力變換器配電，電機以電動機方式運行，飛輪在電機帶動下加速旋轉，將電能儲存為飛輪旋轉的動能，此時，飛輪儲能系統充當一個用電負載設備，補償用電負荷的減小，使發電柴油機維持工作于高效區；

當船舶上的能量管理系統檢測到用電負荷增大時，飛輪儲能系統工作于放電模式，電機以發電機方式運行，飛輪依靠慣性拖動電機發電，經過電力變換器后反饋給主配電板，向用電設備供電，使發電柴油機負荷保持恒定。

9.根據權利要求8所述的船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置的使用方法，其特征在于，

當船舶在港口時，如果不接岸電，采用發電柴油機間歇、高負荷的為飛輪儲能系統充電，再由飛輪儲能系統持續為船舶用電設備供電。

10.根據權利要求8所述的船舶發電柴油機與飛輪儲能系統聯合工作裝置的使用方法，其特征在于，

當發電柴油機故障，飛輪儲能系統充當過渡能源為一些重要設備供電，等待備用發電機組啟動、并網。