[發明專利]一種船岸快速匹配及連接優化方法及系統

在審

• 申請號: 202010883381.8
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112052576A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 黃堃;楊文;張如通;董誠;鄭廣博;周成達;黃健;李延滿;趙景濤;白鷗;丁凱
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國網電力科學研究院有限公司;國網電動汽車服務有限公司;國網湖北省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種船岸快速匹配及連接優化方法及系統，該方法適用于多種結構的岸電系統，為了實現船舶和岸電參數快速匹配，采用多時段控制的并網功率波動平抑策略，基于船舶岸電并網過程，將并網全過程根據時段劃分為合閘前、合閘時、合閘后以及柴油發電機組退運行后4個時段，在各時段對變頻電源采取對應的控制策略，以實現快速匹配以及并網時的功率波動平抑和供電回路的無縫切換，該方法適用于多種岸電連接方式，提高船舶岸電連接的快速性和可靠性。

技術領域

本發明涉及一種船舶用電及岸電的連接方法，尤其涉及一種用于船舶及岸電連接的船岸快速匹配及連接優化方法及系統。

背景技術

國際社會對靠港船舶排污標準逐漸嚴格，船舶靠港期間使用岸電是減少排污的重要措施之一。船舶岸電技術，主要指船舶停靠碼頭時利用陸地電源代替船舶柴油機為船上負載進行供電，能有效減少船舶柴油機發電帶來的環境和噪聲污染。

由于船舶有自備發電機發電，船上形成獨立的供電系統。在靠港與岸電系統連接時，一般采用先停止船舶發電機，再與岸電系統連接，由岸電電源向船上負載供電，這種方式需要對船上負載斷電，對用電設備造成損害。

目前在船舶岸電無縫平滑并網中，也有一些研究。蘇貞在專利《一種船舶與岸電并網及無縫切換的控制方法》中，利用了虛擬同步發電機功率和轉速模擬、電機頻率調速原理，通過電磁轉矩補償船岸功率差得到期望電壓幅值，進一步通過轉動慣量與頻率響應速度的關系控制輸出頻率，再加上相位預同步的過程，實現快速并網及無縫切換。但是該研究提供的連接控制方法，對于不同用電頻率的船舶以及不同供電模式的港口之間的連接，會由于船舶用電頻率不同以及港口采用不同的供電模式，出現匹配時間長以及功率波動大的問題，因此需要進行參數快速匹配以及無縫并網的適應性研究。

發明內容

發明目的：本發明提出一種船岸快速匹配及連接優化方法及系統，實現船舶接用岸電時參數快速匹配以及無縫并網，能夠快速匹配船舶和岸電參數，提高并網速度和電能質量。

技術方案：本發明所采用的技術方案是一種船岸快速匹配及連接優化方法，用于船舶接用岸電系統，該方法包括以下步驟：

(1)啟動岸電電源。在岸基電網處于平穩狀態且無需限制接入負載時，按照恒壓頻比(VF)啟動模式啟動岸電電源。

(2)獲取船側和岸側的電流電壓信息。通過傳感器獲取包括岸側和船側的三相電壓、三相電流以及直流電壓信息。

(3)合閘前，根據所述的船側和岸側的電流電壓信息，通過幅值控制器和相位控制器實現岸側變頻電源輸出電壓對船側電網電壓的跟蹤控制；其目的是在合閘點前盡可能減少兩側電壓的幅值差和相位差，從而減少合閘時刻的沖擊功率波動值。

其中幅值控制器執行以下步驟：

(31)在并網合閘前，采集岸側變頻電源空載電壓中任一相的幅值和船舶電網側運行電壓中任一相的幅值；

(32)通過比例-積分控制器不斷縮小兩者的差值，并將該差值計入設定的電壓參考值中，進而將該幅值誤差的修正參考電壓作為后續電壓電流雙閉環的參考電壓輸入給定值。

相位控制器執行以下步驟：

(41)在并網合閘前，采集岸側變頻電源空載電壓中任一相的角頻率和船舶電網側運行電壓中任一相的角頻率；

(42)通過比例-積分控制器不斷縮小兩者的差值，并將該差值計入設定的角頻率參考值中，進而將該誤差的修正參考角頻率作為后續電壓電流雙閉環的參考角頻率給定值。

(4)當船舶岸電兩側電壓的幅值差和相位差小于設定閾值后，在岸船并網前，變頻電源處于空載狀態下，采用帶有慣性環節的恒壓恒頻控制模式；此時調控目的為設定參考值的電壓輸出以等待預同步及合閘信號。