[發(fā)明專利]一種岸電電源裝置的逆功率抑制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110382853.6
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112968443B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉多;張川;熊振中;曾捷;賴成毅;張黎
• 申請（專利權(quán)）人: 東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發(fā)明涉及一種岸電電源裝置的逆功率抑制及控制方法，屬于高壓電力電子電源裝置的控制技術(shù)領(lǐng)域。在岸電電源裝置和船舶輔機(jī)同期的情況下，首先獲取岸電電源裝置三相H橋級聯(lián)直流母線信號，求取直流母線的平均值。根據(jù)給定的直流母線抑制電壓給定值，通過閉環(huán)和調(diào)節(jié)器計(jì)算出輸出電壓相位補(bǔ)償值，隨即將該相位補(bǔ)償值疊加至當(dāng)前岸電電源裝置輸出電壓相位。最后，通過裝置控制器中的調(diào)制模塊改變輸出電壓相位角度，完成岸電電源裝置的逆功率抑制及控制的過程。本發(fā)明方法不涉及對裝置的硬件拓?fù)涓摹⒁揽寇浖?shí)現(xiàn)，其算法簡單、效果明顯，有利于工程應(yīng)用和推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種岸電電源裝置控制技術(shù)，具體涉及一種岸電電源裝置的逆功率抑制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

以往，船舶長時(shí)間停靠港口碼頭時(shí)，通常只能使用船舶自身的輔助發(fā)電機(jī)向船舶本地負(fù)載進(jìn)行電力供給。船舶依靠自身輔助發(fā)電機(jī)提供電能不僅使船舶用電成本上升，而且，船舶輔助發(fā)電機(jī)燃燒化石能源對港口碼頭排放大量有害氣體和二氧化碳，對港口碼頭的環(huán)境造成危害。

在船舶靠岸用電經(jīng)濟(jì)性和港口碼頭環(huán)境要求的雙重需求下，岸電電源裝置及其相關(guān)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。由于世界各地不同地區(qū)所建造的船舶規(guī)格不同，船舶負(fù)載額定頻率分為60Hz或50Hz兩種，電壓等級為6.6kV或0.45kV等，而我國沿海地區(qū)高壓電網(wǎng)為6kV/50Hz或10kV/50Hz，無法直接對船舶進(jìn)行供電。此時(shí)，可以依靠岸電電源裝置進(jìn)行供電，其基本工作原理是將港口碼頭的市電高壓電網(wǎng)通過裝置經(jīng)過變壓變頻環(huán)節(jié)，向不同船舶提供合適其供電電制的電源。

船舶靠岸后，需要在不斷電的前提下，從自身輔機(jī)供電切換至岸電電源裝置供電。因此，在切換過程中，一般通過船側(cè)同期裝置，在船舶輔助發(fā)電機(jī)輸出電壓的幅值、相位和頻率與岸電電源裝置輸出電壓的幅值、相位和頻率一致時(shí)，對兩者電源進(jìn)行同期操作。隨后，通過逐步降低船側(cè)輔助發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)船舶側(cè)輔助發(fā)電機(jī)功率向岸電電源裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)移，直至完全由岸電電源裝置進(jìn)行供電。

然而，在上述同期過程中，由于同期裝置本身同期時(shí)刻的不精確或者在同期之后船舶輔助發(fā)電機(jī)自身輸出電壓出現(xiàn)的幅值、相位和頻率的波動，會導(dǎo)致船舶輔助發(fā)電機(jī)輸出的有功功率向岸電電源裝置轉(zhuǎn)移，即出現(xiàn)逆功率現(xiàn)象。由于本發(fā)明所述岸電電源裝置無四象限運(yùn)行能力，逆功率現(xiàn)象會導(dǎo)致岸電電源裝置出現(xiàn)直流母線上升至其保護(hù)點(diǎn)造成宕機(jī)，甚至對器件造成不可逆損壞。

因此，對岸電電源裝置的逆功率現(xiàn)象進(jìn)行抑制和控制是必不可少的，對岸電電源裝置的穩(wěn)定輸出和船舶功率切換有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：在岸電電源裝置和船舶側(cè)輔機(jī)進(jìn)行電源同期操作過程中，會出現(xiàn)逆功率現(xiàn)象，導(dǎo)致岸電電源裝置出現(xiàn)直流母線上升至其保護(hù)點(diǎn)造成宕機(jī)，甚至對器件造成不可逆損壞。目的在于，提供一種岸電電源裝置的逆功率抑制方法及系統(tǒng)，解決因逆功率現(xiàn)象損壞岸電電源裝置的問題，從而保證岸電電源裝置與船舶側(cè)輔機(jī)同期后，船舶側(cè)輔機(jī)輸出功率不轉(zhuǎn)移至岸電電源裝置，保證岸電電源裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種岸電電源裝置的逆功率抑制方法及系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟1：采集岸電電源裝置中三相級聯(lián)H橋單元中各自單元的直流母線電壓；

步驟2：獲取三相直流母線電壓的平均電壓；

步驟3：根據(jù)平均電壓獲取岸電電源裝置的輸出電壓相角補(bǔ)償值；

步驟4：獲取岸電電源裝置的當(dāng)前輸出電壓相角，根據(jù)當(dāng)前輸出電壓相角和輸出電壓相角補(bǔ)償值，得到岸電電源裝置的實(shí)際輸出電壓相角；

步驟5：將實(shí)際輸出電壓相角用于調(diào)制，得到岸電電源裝置的實(shí)際輸出電壓相位，從而改變岸電電源裝置輸出電壓與船舶輔機(jī)輸出電壓的相位差，達(dá)到改變功率流向的目的，即抑制了逆功率現(xiàn)象的發(fā)生。