CN104015912B - 船舶混合动力控制系统与控制方法 - Google Patents
船舶混合动力控制系统与控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104015912B CN104015912B CN201410240048.XA CN201410240048A CN104015912B CN 104015912 B CN104015912 B CN 104015912B CN 201410240048 A CN201410240048 A CN 201410240048A CN 104015912 B CN104015912 B CN 104015912B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ship
- energy
- module
- power
- network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种船舶混合动力控制系统与控制方法，混合动力控制器通过采集电网信号调理模块数字信号及航速指令信号，控制各发电模块、用电模块及船舶储能模块的工作方式或者启停，或者控制太阳能光伏发电模块、风力发电模块，控制各发电模块产生的能量是并入船舶电网还是进入储能模块。通过控制燃料电池模块、船舶发电机组模块的启停，保证船舶发电机的负荷率达到最佳点；可以针对不同类型的混合动力船舶并进行多能源的综合控制与匹配利用，保证船舶发电机处于较高的负荷率状态并最大限度使用清洁能源，同时保证电能处于较高的品质。
Description
技术领域
本发明涉及船舶混合动力控制领域，具体涉及多种清洁能源的优化控制及利用技术。
背景技术
航运是世界公认的最为经济的运输手段之一，对世界经济的发展起到了重要的作用，但随着世界贸易量的不断增长，对能源的需求也越来越大，带来的环境问题也日益突出。
为防止气候变化进一步加剧，各种国际公约、标准、规范不断推陈出新，国际海事组织IMO 出台了涉及25个领域的绿色减排新标准，以求降低船舶排放量。为了应对严峻的挑战，各种绿色技术在船上的应用得到了很快的发展。特别是海洋可再生能源和清洁能源的应用技术具有良好的发展前景。
就目前的新能源技术的发展现状来看，以风能、太阳能、核能以及燃料电池等为代表的清洁能源已初步具备在船舶上应用的基础，而且，单一能源的应用也已经有了可供参考和借鉴的实船案例。但值得注意的是，纵观清洁能源在船上应用的各种技术方案或概念设计，仅利用风能或太阳能等单一模式并非为最优的应用模式。因此根据船型结构、航行区域和营运特点的不同，多种能源的综合利用已作为船舶节能减排技术一个新的发展方向。
2000年，世界第一艘混合动力船Solar Sailor号，采用太阳能和风能作为动力；2008年，日本邮轮公司在排水量达60213吨的滚装船“Auriga Leader”号上装上太阳能光伏系统，与柴油机组成混合动力，能满足6.9%的照明要求或0.2%-0.3%的动力要求。2010年，我国首艘采用太阳能、锂电池及柴油机组多种能源混合供电的船舶“尚德国盛号”，在黄浦江上进行首航。该船动力系统可实现三种推进模式，由能量管理系统（PMS）来进行管理和控制。
目前，大多船舶能量管理系统的主要功能是发电分系统自动化、输配电分系统监控保护、主要用电设备管理、设备监测报警等，为电力推进系统和动力定位系统及其它用电设备提供可靠、稳定的电力能源，而且大多采用单一动力型式。从清洁能源应用技术的发展趋势来看，基于太阳能、风力发电、燃料电池和超级电容（蓄电池）等清洁能源的船舶混合动力系统将会得到更广泛的研究。因此需在新型绿色船舶过程设计中，针对利用多种清洁能源的船舶，开展电力系统电能质量的改善控制、能量的优化匹配控制、太阳能、风能、燃料电池的并网控制等方面开展研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种船舶混合动力控制系统与控制方法，可以针对具有不同动力源的混合动力船舶并进行多能源的综合控制与匹配利用，保证船舶发电机处于较高的负荷率状态并最大限度使用清洁能源，同时保证电能处于较高的品质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种船舶混合动力控制系统，包括：
交流电网，为船舶提供电能；
航速指令信号采集模块，采集船舶航速的指令信号；
其特征在于，所述船舶混合动力控制系统还包括：
一个电网信号调理模块，获取电网的质量参数；
与所述电网信号调理模块通过以太网连接的混合动力控制器，所述混合动力控制器接受来自电网信号调理模块的质量参数，和来自航速指令信号采集模块的航速指令信号；
太阳能光伏发电模块，与交流电网和混合动力控制器相连；
风力发电模块，与交流电网和混合动力控制器相连；
船舶储能模块，与混合动力控制器相连，并分别与太阳能光伏发电模块和风力发电模块相连；混合动力控制器根据电网信号调理模块的检测信号，确定是否将太阳能光伏发电模块和/或风力发电模块产生的电能在船舶储能模块进行储存或是并入交流电网；
燃料电池模块，与交流电网相连和混合动力控制器相连；混合动力控制器根据电网信号调理模块的检测信号，确定燃料电池模块何时投入工作及产生多大的功率；
电力推进模块，与交流电网和混合动力控制器相连，包括变频器、推进电机、螺旋桨；混合动力控制器根据采集的航速指令信号，控制变频器工作;
与所述交流电网相连的多个负载，负载模块包括一级负载、二级负载、三级负载；当船舶电网功率不足时，可以卸载次要负载保留重要负载，从而保证船舶的正常运行；所述混合动力控制器根据电网信号调理模块的检测信号以及所述负载的层级数和负载功率，计算船舶的电网的能量需求，并根据能量需求控制各发电模块（风力发电模块、太阳能光伏发电模块、燃料电池模块）、用电模块及船舶储能模块的工作方式或者启停；
船舶发电机组模块，以产生电能供给所述交流电网；船舶发电机组模块包括三台发电机，混合动力控制器通过综合各个发电模块、负载模块，并与三台发电机的电子控制单元通信来控制三台发电机的启停与工作状态。
上述系统中，所述船舶储能模块包括电池管理系统、蓄电池、超级电容、双向DC/DC；电池管理系统与混合动力控制器相连；混合动力控制器通过综合各个发电模块、负载模块情况，控制电池管理系统的工作；电池管理系统通过控制双向DC/DC转换器来确定是否将太阳能电池板和双馈发电机产生的电能储存到蓄电池或者超级电容中。
上述系统中，所述燃料电池模块包括燃料电池逆变并网控制器、燃料电池、单向DC/DC转换器、DC/AC逆变器；燃料电池逆变并网控制器与混合动力控制器相连；燃料电池产生的电能通过单向DC/DC转换器、DC/AC逆变器处理后并入交流电网，燃料电池逆变并网控制器通过检测逆变后电流、电压来控制DC/AC逆变器的工作；混合动力控制器通过综合各个发电模块、负载模块情况，控制燃料电池模块何时投入工作及产生多大的功率。
上述系统中，所述太阳能光伏发电模块包括光伏逆变控制器、太阳能电池板、单向DC/DC转换器、DC/AC逆变器、LCL低通滤波器；光伏逆变控制器与混合动力控制器相连；太阳能电池板产生的电能通过单向DC/DC转换器、DC/AC逆变器、LCL低通滤波器的处理变换并入主电网；光伏逆变控制器通过检测光伏电板产生的电流、电压以及逆变后的电流、电压来控制单向DC/DC转换器、DC/AC逆变器工作；混合动力控制器通过综合各个发电模块、负载模块、以及船舶负荷情况通过控制光伏逆变控制器和电池管理系统来控制太阳能电池板产生的电能是并入交流电网还是存储到储能模块；当太阳能电池模块与其他供电模块共同给电网供电时，如果去除部分或者全部太阳能产生的电能，电网仍可正常工作，则将太阳能电池板产生的部分或者全部能量储存到蓄电池或超级电容。
上述系统中，所述风力发电模块包括风力发电逆变并网控制器、风力发电机、齿轮箱、双馈发电机、AC/DC整流器、DC/AC逆变器、LCL低通滤波器、变压器；风力发电逆变并网控制器与混合动力控制器相连；旋转的风扇通过齿轮箱调速装置带动双馈发电机工作；双馈发电机的定子端直接与变压器相连，升压后传输到交流电网；双馈发电机的转子端通过AC/DC整流器、DC/AC逆变器、LCL低通滤波器处理后连接到变压器，升压后传输到交流电网；风力发电逆变并网控制器通过检测LCL低通滤波器处理后的电流、电压来调节DC/AC转换器、LCL低通滤波器的工作；混合动力控制器通过计算各个发电模块、负载模块、以及船舶负荷情况后通过控制风力发电逆变并网控制器和电池管理系统来控制风力发电装置产生的电能是并入交流电网还是存储到储能模块；当风力发电模块与其他供电模块共同给电网供电时，如果去除部分或者全部风力产生的电能，电网仍可正常工作，则将风力产生的部分或者全部能量储存到蓄电池或超级电容。
一种船舶混合动力控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将为船舶提供动力的不同发电模块进行分级，在满足船舶电网能量需求的情况下优先使用高优先级能源，具体为：太阳能优先级>风能优先级>除前两种以外的其他能源；控制模式遵循以下控制原则：（1）优先使用高优先级能源；（2）如果能源优先级相同，在满足船舶用电需求情况下，保证船舶发电机负荷率处在最佳的状态；
通过采集电网信号调理模块产生的数字信号，并配合船舶航速的指令信号，计算船舶的电网的能量需求，根据能量需求，控制各发电模块、用电模块及船舶储能模块的工作方式或者启停，或者控制各发电模块产生的能量是并入船舶电网还是进入储能模块；
通过控制燃料电池模块、船舶发电机组模块的启停，保证船舶发动机的负荷率达到最佳点；
通过增减船舶负载模块来保证船舶电网在紧急情况下的供电需求；通过实时监测船舶电网的状态改善船舶电网的电能质量。
上述方法中，当太阳能光伏发电模块或风力发电模块各自分别与除该两种以外的其他发电模块共同给电网供电时，如果去除部分或全部太阳能光伏发电模块产生的电能，或者去除部分或全部风力发电模块产生的电能，交流电网仍能够满足能量需求，则将该由太阳能光伏发电模块或风力发电模块产生的电能部分或全部储存到船舶储能模块。
本发明将船舶电网负荷状态分为几种不同的模式，在不同的模式下船舶能耗最低的能源组合利用的控制方法；通过实时监测船舶电网的状态，在船舶电力系统电能质量下降时，对电能质量进行改善与控制；通过增减发电机组模块及燃料电池模块等，从而保证船舶发电机负荷率处在最佳状态；通过优先使用高优先级能源，并最大限度使用清洁能源；通过协调各模块的工作，从而保证电网的稳定。
混合动力船舶能量管理控制方法针对船舶不同的负荷状态采用不同的控制模式，可以分为：模式一（低负荷模式）、模式二（中低负荷模式）、模式三（中负荷模式）、模式四（中高负荷模式）、模式五（高负荷模式）。针对不同的模式可以采用不同的供能方式，而每种模式具体要采用哪种供能方式，可以采用混合动力船舶最优能量控制策略。即，将船舶上的能量分级，可以分为：太阳能（优先级为1）>风能(优先级为2)>其他能源（优先级3）。控制模式遵循以下控制原则：（1）优先使用高优先级能源；（2）如果能源优先级相同，在满足船舶用电需求情况下，保证船舶发电机负荷率处在最佳的状态。
使用本发明，具有以下有益效果：该系统和方法可以针对各种类型的混合动力船舶进行能量综合控制，将船舶电网运行状态分为几种不同的模式，在不同的模式下采用不同的能源供电控制方法，从而保证船舶发电机处于较高的负荷率状态并最大限度使用清洁能源，同时保证电能处于较高的品质。该系统可以模拟船舶的具体用电状况，对船舶电网的电能优化控制具有指导性意义。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是船舶混合动力控制系统示意图；
图中；1-1混合动力控制器；1-2航速指令信号采集模块； 1-3交流电网；1-4电网信号调理模块；1-5滤波器；2-1风力发电逆变并网控制器；2-2风力发电机；2-3齿轮箱；2-4双馈电机；2-5 AC/DC整流器；2-6 DC/AC逆变器；2-7 LCL低通滤波器；2-8变压器；3-1燃料电池；3-2单向DC/DC；3-3燃料电池逆变并网控制器；3-4 DC/AC转换器；4-1双向DC/DC转换器；4-2电池管理系统；4-3蓄电池；4-4超级电容；4-5双向DC/DC转换器；5-1光伏逆变控制器；5-2太阳能电池板；5-3单向DC/DC转换器；5-4 DC/AC逆变器；5-5 LCL低通滤波器；6-1一级负载；6-2二级负载；6-3三级负载；7-1变频器1；7-2变频器2；7-3推进电机1；7-4推进电机2；7-5螺旋桨1；7-6螺旋桨2；8-1双燃料发电机组1；8-2双燃料发电机组2；8-3双燃料发电机组3。
图2是太阳能光伏并网控制图示意图；
图3是风力发电并网控制图示意图；
图4是燃料电池模块控制示意图。
具体实施方式
以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于如图1所示，本船舶混合动力控制系统包括混合动力控制器、太阳能光伏发电模块、风力发电模块、燃料电池模块、船舶储能模块、船舶发电机组模块、电力推进模块、负载模块、电网信号调理模块；其中：
电网信号调理模块1-4与混合动力控制器1-1通过工业以太网相连接；混合动力控制器1-1与光伏逆变控制器5-1、风力发电逆变并网控制器2-1、燃料电池逆变并网控制器3-3、电池管理系统4-2、船舶发电机组（8-1、8-2、8-3）、电力推进模块的变频器（7-1、7-2）、三个船舶负载（6-1、6-2、6-3）及滤波器（1-5）也通过工业以太网相连接。混合动力控制器1-1通过采集电网信号调理模块1-4产生的数字信号及航速指令信号采集模块1-2采集的船舶航速的指令信号，计算船舶的电网的能量需求，从而控制各发电模块、用电模块及储能模块的工作方式或者启停。电网信号调理模块1-4获取电网的质量参数并发送给混合动力控制器1-1，如电流、电压、频率、有功功率、无功功率等。
太阳能光伏发电模块控制过程见图2：
太阳能光伏发电模块包括光伏逆变控制器5-1、太阳能电池板5-2、单向DC/DC转换器5-3、DC/AC逆变器5-4、LCL低通滤波器5-5；太阳能电池板5-2产生的电能通过单向DC/DC转换器5-3、DC/AC逆变器5-4、LCL低通滤波器5-5的处理变换并入交流电网1-7，光伏逆变控制器5-1通过检测太阳能电池板5-2产生的电流、电压及逆变后的电流、电压来控制单向DC/DC转换器5-3、DC/AC逆变器5-4的工作；混合动力控制器1-1通过综合各个发电模块、用电模块、以及船舶通航情况通过控制光伏逆变控制器5-1和电池管理系统4-2来控制太阳能电池板5-2产生的电能是并入交流电网1-3还是存储到储能模块；当太阳能电池模块与其他供电模块共同给电网供电时，如果去除部分或者全部太阳能产生的电能，电网仍可正常工作，则将太阳能电池板产生的部分或者全部能量储存到蓄电池。
风力发电模块控制过程见图3：
风力发电模块包括风力发电逆变并网控制器2-1、风力发电机2-2、齿轮箱2-3、双馈发电机2-4、AC/DC整流器2-5、DC/AC逆变器2-6、LCL低通滤波器2-7、变压器2-8；风力发电机2-2通过齿轮箱2-3调速带动双馈发电机2-4工作；双馈发电机2-4的定子端直接与变压器2-8相连，升压后传输到交流电网1-3；双馈发电机2-4的转子端通过AC/DC整流器2-5、DC/AC逆变器2-6、LCL低通滤波器2-7处理后连接到变压器2-8，升压后传输到交流总线1-7；风力发电逆变并网控制器2-1通过检测LCL低通滤波器2-7处理后的电流、电压来调节DC/AC转换器2-6、LCL低通滤波器2-7的工作；混合动力控制器1-1通过综合各个发电模块、用电模块、以及船舶通航情况通过控制风力发电逆变并网控制器2-1和电池管理系统4-2来控制双馈发电机2-4产生的电能是并入交流电网1-3还是存储到储能模块；当风力发电模块与其他供电模块共同给电网供电时，如果去除部分或者全部风力产生的电能，电网仍可正常工作，则将风力产生的部分或者全部能量储存到蓄电池。
燃料电池模块控制过程见图4：
燃料电池模块包括燃料电池逆变并网控制器3-3、燃料电池3-1、单向DC/DC转换器3-2、DC/AC逆变器3-4；燃料电池3-1产生的电能通过单向DC/DC转换器3-2、DC/AC逆变器3-4处理后并入交流电网1-3，燃料电池逆变并网控制器3-3通过检测逆变后的电流、电压来控制DC/AC逆变器3-4的工作；混合动力控制器1-1通过综合各个发电模块、用电模块情况，确定燃料电池模块何时投入工作及产生多大的功率。
船舶储能模块包括电池管理系统4-2、蓄电池4-4、超级电容4-3、双向DC/DC（4-1、4-5）；电池管理系统4-2通过控制双向DC/DC转换器（4-1、4-5）来确定是否将太阳能电池板5-2和双馈发电机2-4产生的电能储存到蓄电池4-4或者超级电容4-3中；混合动力控制器1-1通过综合各个发电模块、用电模块情况，控制电池管理系统4-2的工作；
船舶发电机组模块包括三台双燃料发电机（8-1、8-2、8-3），船舶混合动力能量实验平台控制中心1-1通过综合各个发电模块、用电模块情况，并与三台发电机（8-1、8-2、8-3）的电子控制单元通信来控制三台发电机（8-1、8-2、8-3）的启停与工作状态；船舶负荷发生变化时，在保证船舶功率需求和操纵性的条件，通过调整双燃料发电机的掺烧比，降低船舶废气的排放；
电力推进模块包括变频器（7-1、7-2）、推进电机（7-3、7-4）、螺旋桨（7-5、7-6）；混合动力控制器1-1通过接收航速指令信号采集模块（1-2）采集的航速指令信号，控制变频器（7-1、7-2）工作，从而达到控制航速的目的；
负载模块包括一级负载6-1、二级负载6-2、三级负载6-3；当船舶电网发生故障功能不足时，可以卸载次要负载保留重要负载，从而保证船舶的正常运行；
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种船舶混合动力控制方法，基于船舶混合动力控制系统，所述船舶混合动力控制系统包括：
交流电网，为船舶提供电能；
航速指令信号采集模块，采集船舶航速的指令信号；
其特征在于，所述船舶混合动力控制系统还包括：
一个电网信号调理模块，获取电网的质量参数；
与所述电网信号调理模块通过以太网连接的混合动力控制器，所述混合动力控制器接受来自电网信号调理模块的质量参数，和来自航速指令信号采集模块的航速指令信号；
太阳能光伏发电模块，与交流电网和混合动力控制器相连；
风力发电模块，与交流电网和混合动力控制器相连；
船舶储能模块，与混合动力控制器相连，并分别与太阳能光伏发电模块和风力发电模块相连；混合动力控制器根据电网信号调理模块的检测信号，确定是否将太阳能光伏发电模块和/或风力发电模块产生的电能在船舶储能模块进行储存或是并入交流电网；所述船舶储能模块包括电池管理系统、蓄电池、超级电容、双向DC/DC；电池管理系统与混合动力控制器相连；混合动力控制器通过综合各个发电模块、负载模块情况，控制电池管理系统的工作；电池管理系统通过控制双向DC/DC转换器来确定是否将太阳能电池板和双馈发电机产生的电能储存到蓄电池或者超级电容中；
燃料电池模块，与交流电网相连和混合动力控制器相连；混合动力控制器根据电网信号调理模块的检测信号，确定燃料电池模块何时投入工作及产生多大的功率；所述燃料电池模块包括燃料电池逆变并网控制器、燃料电池、单向DC/DC转换器、DC/AC逆变器；燃料电池模块产生的电能通过单向DC/DC转换器、DC/AC逆变器处理后并入交流电网，燃料电池逆变并网控制器通过检测逆变后电流、电压来控制DC/AC逆变器的工作；混合动力控制器通过综合各个发电模块、负载模块情况，控制燃料电池模块何时投入工作及产生多大的功率；
电力推进模块，与交流电网和混合动力控制器相连，包括变频器、推进电机、螺旋桨；混合动力控制器根据采集的航速指令信号，控制变频器工作;
与所述交流电网相连的多个负载，负载模块包括一级负载、二级负载、三级负载；当船舶电网功率不足时，可以卸载次要负载保留重要负载，从而保证船舶的正常运行；所述混合动力控制器根据电网信号调理模块的检测信号以及所述负载的层级数和负载功率，计算船舶的电网的能量需求，并根据能量需求控制各发电模块、用电模块及船舶储能模块的工作方式或者启停；
船舶发电机组模块，以产生电能供给所述交流电网；船舶发电机组模块包括三台发电机，混合动力控制器通过综合各个发电模块、负载模块，并与三台发电机的电子控制单元通信来控制三台发电机的启停与工作状态；
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将为船舶提供动力的不同发电模块进行分级，在满足船舶电网能量需求的情况下优先使用高优先级能源，具体为：太阳能优先级>风能优先级>除前两种以外的其他能源；控制模式遵循以下控制原则：（1）优先使用高优先级能源；（2）如果能源优先级相同，在满足船舶用电需求情况下，保证船舶发电机负荷率处在最佳的状态；
通过采集电网信号调理模块产生的数字信号，并配合船舶航速的指令信号，计算船舶的电网的能量需求，根据能量需求，控制各发电模块、用电模块及船舶储能模块的工作方式或者启停，或者控制各发电模块产生的能量是并入船舶电网还是进入储能模块；
通过控制燃料电池模块、船舶发电机组模块的启停，保证船舶发动机的负荷率达到最佳点；
通过增减船舶负载模块来保证船舶电网在紧急情况下的供电需求；通过实时监测船舶电网的状态改善船舶电网的电能质量。
2.根据权利要求1所述的船舶混合动力控制方法，其特征在于，
当太阳能光伏发电模块或风力发电模块各自分别与除该两种以外的其他发电模块共同给电网供电时，如果去除部分或全部太阳能光伏发电模块产生的电能，或者去除部分或全部风力发电模块产生的电能，交流电网仍能够满足能量需求，则将该由太阳能光伏发电模块或风力发电模块产生的电能部分或全部储存到船舶储能模块。
3.根据权利要求1所述的船舶混合动力控制方法，其特征在于：
所述太阳能光伏发电模块包括光伏逆变控制器、太阳能电池板、单向DC/DC转换器、DC/AC逆变器、LCL低通滤波器；光伏逆变控制器与混合动力控制器相连；太阳能电池板产生的电能通过单向DC/DC转换器、DC/AC逆变器、LCL低通滤波器的处理变换并入主电网；光伏逆变控制器通过检测光伏电板产生的电流、电压以及逆变后的电流、电压来控制单向DC/DC转换器、DC/AC逆变器工作；混合动力控制器通过综合各个发电模块、负载模块、以及船舶负荷情况通过控制光伏逆变控制器和电池管理系统来控制太阳能电池板产生的电能是并入交流电网还是存储到储能模块；当太阳能电池模块与其他供电模块共同给电网供电时，如果去除部分或者全部太阳能产生的电能，电网仍可正常工作，则将太阳能电池板产生的部分或者全部能量储存到蓄电池或超级电容。
4.根据权利要求1所述的船舶混合动力控制方法，其特征在于：所述风力发电模块包括风力发电逆变并网控制器、风力发电机、齿轮箱、双馈发电机、AC/DC整流器、DC/AC逆变器、LCL低通滤波器、变压器；风力发电逆变并网控制器与混合动力控制器相连；旋转的风扇通过齿轮箱调速装置带动双馈发电机工作；双馈发电机的定子端直接与变压器相连，升压后传输到交流电网；双馈发电机的转子端通过AC/DC整流器、DC/AC逆变器、LCL低通滤波器处理后连接到变压器，升压后传输到交流电网；风力发电逆变并网控制器通过检测LCL低通滤波器处理后的电流、电压来调节DC/AC转换器、LCL低通滤波器的工作；混合动力控制器通过计算各个发电模块、负载模块、以及船舶负荷情况后通过控制风力发电逆变并网控制器和电池管理系统来控制风力发电装置产生的电能是并入交流电网还是存储到储能模块；当风力发电模块与其他供电模块共同给电网供电时，如果去除部分或者全部风力产生的电能，电网仍可正常工作，则将风力产生的部分或者全部能量储存到蓄电池或超级电容。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410240048.XA CN104015912B (zh) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | 船舶混合动力控制系统与控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410240048.XA CN104015912B (zh) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | 船舶混合动力控制系统与控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104015912A CN104015912A (zh) | 2014-09-03 |
| CN104015912B true CN104015912B (zh) | 2017-12-05 |
Family
ID=51432997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410240048.XA Active CN104015912B (zh) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | 船舶混合动力控制系统与控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104015912B (zh) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2708177T3 (es) | 2015-01-15 | 2019-04-09 | Siemens Ag | Distribución de potencia en una embarcación |
| CN104975943B (zh) * | 2015-05-27 | 2018-03-16 | 武汉理工大学 | 一种清洁能源混合动力船舶热电联供系统及方法 |
| CN106849079B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-08-27 | 武汉理工大学 | 电能质量在线检测及自控系统和方法 |
| CN107745793B (zh) * | 2017-10-31 | 2019-04-26 | 中国舰船研究设计中心 | 一种船舶抱轴式电力推进系统及方法 |
| CN109018291A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 李继祎 | 一种船舶供电系统及控制方法 |
| DE102018216766A1 (de) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Energieversorgungssystem für eine wassergebundene Einrichtung |
| CN109606600A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-12 | 福州大学 | 一种船舶用可再生能源混合动力系统 |
| CN111392017A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-10 | 武汉理工大学 | 柴电混合动力船舶多能源能量管理系统 |
| CN111756047A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-10-09 | 南通诺德瑞海洋工程研究院有限公司 | 一种船用优先脱扣系统 |
| CN112706893A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-04-27 | 哈尔滨工程大学 | 一种无源式带复合储能的单轴双电机船舶混合动力试验台及其控制方法 |
| CN113602433A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-05 | 浙江工业大学 | 一种采用燃料电池结合风能的无人监测艇 |
| CN114069674A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-18 | 国网山东省电力公司聊城市茌平区供电公司 | 一种配电电网发电负荷分层存储系统 |
| CN114906309B (zh) * | 2022-04-27 | 2023-05-16 | 江南造船(集团)有限责任公司 | 船舶混合动力系统及船舶 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101585406A (zh) * | 2009-07-03 | 2009-11-25 | 宜昌发中船务有限公司 | 带有蓄电池的综合能源充电型长途全电动船 |
| CN102211657A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-10-12 | 上海海事大学 | 柴油发电机组与动力电池混合供电的船舶电力推进系统 |
| KR20120132602A (ko) * | 2011-05-28 | 2012-12-06 | 동국중전기 주식회사 | 신재생에너지 하이브리드 융합 동력시스템 선박 및 그 제조방법 |
| CN202156534U (zh) * | 2011-07-28 | 2012-03-07 | 上海海事大学 | 一种多能源混合动力的船舶电力推进系统 |
| CN102904281A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-30 | 同济大学 | 一种船舶微电网系统 |
| CN103072681B (zh) * | 2013-02-28 | 2015-09-30 | 上海海事大学 | 船舶多能源混合动力系统 |
| CN103332284B (zh) * | 2013-06-27 | 2016-04-13 | 上海海事大学 | 一种混合动力船舶电力推进系统的能量管理与控制方法 |
-
2014
- 2014-07-02 CN CN201410240048.XA patent/CN104015912B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104015912A (zh) | 2014-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104015912B (zh) | 船舶混合动力控制系统与控制方法 | |
| Yuan et al. | A review of multi-energy hybrid power system for ships | |
| CN106364651B (zh) | 一种船舶综合电力推进系统及使用方法 | |
| CN110601248B (zh) | 一种环状交直流混合微电网系统的多模式协调控制方法 | |
| CN103345869B (zh) | 基于复合能源并网发电的千瓦级船舶能源系统实验平台 | |
| CN205345303U (zh) | 船舶多类型能源管理系统 | |
| Xiao et al. | Operation control for improving energy efficiency of shipboard microgrid including bow thrusters and hybrid energy storages | |
| CN205070420U (zh) | 一种岸电电源系统 | |
| CN107269454B (zh) | 适用于海洋石油平台变频驱动钻井机的海洋能发电系统 | |
| CN113300422A (zh) | 一种船舶混合供电系统、船舶及其供电控制方法 | |
| Mutarraf et al. | Adaptive power management of hierarchical controlled hybrid shipboard microgrids | |
| Othman et al. | Hybrid shipboard microgrids: System architectures and energy management aspects | |
| Qiu et al. | Review on the application and research progress of photovoltaics-ship power system | |
| CN205801485U (zh) | 一种带储能单元混合电力推进系统的车客渡船 | |
| CN115743491A (zh) | 一种多电源动力的船舶直流电力推进系统及其工作方法 | |
| CN214420229U (zh) | 兼备太阳能、风能供电的新能源游艇 | |
| CN203840051U (zh) | 蓄电池组和发电机混合电源供电的船舶电力系统 | |
| CN106788139A (zh) | 一种船用智能控制风能及太阳能发供电装置 | |
| CN102290850A (zh) | 太阳能和风能互补渔船应急供电系统 | |
| Duan et al. | Analysis of key technologies for new green marine propulsion systems | |
| CN204858593U (zh) | 一种基于直流输电线路的混合风力发电系统 | |
| CN102946102B (zh) | 潮流发电机组变流输电系统的工作方法 | |
| CN205882706U (zh) | 变频主电源船舶电站 | |
| CN205022838U (zh) | 一种太阳能清洁能源电动船结构 | |
| CN111987711A (zh) | 一种船舶直流微电网系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |