CN104485663A - 一种一拖多的岸电系统及并网方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一拖多的岸电系统，包括控制模块、变频电源、多个真空接触器和多个信息采集模块；所述真空接触器数量与所述信息采集模块数量相同，各个所述真空接触器与各个所述信息采集模块逐一对应，所述变频电源、多组真空接触器和多组信息采集模块均与所述控制模块连接，每个所述信息采集模块通过采样线与每艘船舶电网电缆依序连接，并实时获取与之相对应的所述船舶电网信息，所述控制模块根据所述外部船舶电网信息控制所述变频电源输出电压匹配外部船舶电网，当所述外部船舶电网信息与所述岸电电网信息相同时，所述控制模块依次控制与所述信息采集模块相对应的船舶并网，实现多艘船舶与岸电电网并网，提高岸电系统利用率。

Description

一种一拖多的岸电系统及并网方法

技术领域

本发明涉及岸电供电系统，尤其涉及一种一拖多的无扰切换岸电系统。

背景技术

船舶在港区航行及靠港期间，主要利用柴油发电机组(辅机)发电来满足船舶用电需求，船舶使用自带的柴油发电机组需要燃烧大量的船舶燃料油(重油或柴油)，在消耗燃油获得电力的同时，船舶产生污染物排放。中国作为世界上最大的碳排放国，已向全世界做出“到2020年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％～45％”的承诺。交通运输部明确提出：“积极推进靠港船舶使用岸电，力争新建码头和船舶配套建设靠港船舶使用岸电的设备设施，在国际邮轮码头、主要客运码头、内河主要港口以及30％大型集装箱码头和散货码头实现靠港船舶使用岸电”。

岸电系统为船舶供电的现有技术中，岸电系统主要采用“点对点”的方式，即每套岸电系统只供一个泊位使用，由于岸电系统都是按船舶最大容量配备，中小船舶靠岸时，岸电系统利用率低下，而且每个泊位配备一套岸电系统成本高昂，因此，如何实现多艘中小船舶切入同一岸电电网成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决每套岸电系统只能供一个泊位使用，岸电系统利用率低下的技术问题，本发明提供一种同一岸电电网可以为多艘中小船舶供电的一拖多的岸电系统。本发明的具体技术方案如下：

一种一拖多的岸电系统，包括控制模块、变频电源、多个真空接触器和多个信息采集模块；所述真空接触器数量与所述信息采集模块数量相同，各个所述真空接触器与各个所述信息采集模块逐一对应，所述变频电源、多组真空接触器和多组信息采集模块均与所述控制模块连接，每个所述信息采集模块通过采样线与每艘船舶电网电缆依序连接，并实时获取与之相对应的所述船舶电网信息，并将所述船舶电网信息传输至所述控制模块，所述控制模块根据所述外部船舶电网信息控制所述变频电源输出电压匹配外部船舶电网，并生成岸电电网信息，当所述外部船舶电网信息与所述岸电电网信息相同时，所述控制模块依次控制与所述信息采集模块相对应的所述真空接触器合闸。

进一步的，还包括通讯模块，所述通讯模块与所述控制模块连接，当电压稳定后，所述控制模块通过所述通讯模块控制与所述信息采集模块相对应的船舶与其船舶辅机断开。

进一步的，所述岸电电网信息为变频电源输出电压的频率、相位和幅值中的至少一个；所述外部船舶电网信息为船舶电网电压的频率、相位和幅值中的至少一个。

进一步的，多艘所述船舶电网用电制式相同。

一种一拖多的岸电系统的并网方法，所述方法的步骤包括：

至少一艘外部船舶电网并入所述岸电电网。

已带负载的岸电系统依次获取待并网的船舶电网信息，所述待并网的船舶用电制式与已并网的船舶用电制式相同，所述岸电电网信息与所述待并网外部船舶电网信息相同时，所述待并网的船舶电网依次并入所述岸电电网。

进一步的，所述的一拖多的岸电系统的并网方法，已带负载的岸电系统依次获取待并网的船舶电网信息，所述岸电电网信息与所述待并网外部船舶电网信息相同时，所述待并网的船舶依次并入所述岸电电网的具体步骤包括：

所述至少一个信息采集模块实时获取与其相对应的船舶电网信息，并将所述船舶电网信息传输至所述控制模块，当所述变频电源输出电压与所述船舶电网电压达到同频同相同幅时，所述控制模块依次控制与所述信息采集模块相对应的真空接触器合闸。

进一步的，所述的一拖多的岸电系统的并网方法，所述至少一艘所述外部船舶电网并入所述岸电电网之后，所述方法包括：

电压稳定后，所述控制模块通过所述通讯模块控制已并网的船舶辅机与船舶电网断开。

进一步的，所述的一拖多的岸电系统的并网方法，其特征在于，所述一艘外部船舶电网并入所述岸电电网的具体步骤包括：

所述信息采集模块实时获取相对应的船舶电网信息，并将所述船舶电网信息传输至所述控制模块，所述控制模块根据所述船舶电网信息控制所述变频电源输出电压匹配船舶电网，并生成岸电电网信息，当所述岸电电网信息与所述船舶电网信息相同时，所述控制模块控制与所述船舶电网相对应的真空接触器合闸。

相较于现有技术，本发明提供一种一拖多的岸电系统，当已有船舶并入岸电系统时，所述岸电系统通过每个独立的信息采集模块获取待并网的船舶电网信息，并根据所述船舶电网信息控制所述岸电系统的电压输出匹配所述船舶电网，所述岸电系统带负载按顺序并入待并网船舶，本发明的主要有益效果在于：多艘同制式船舶统一管理，统一供电，提高岸电电网利用率；无需对现有船舶进行改造适应所述岸电电网，节约成本，有利于所述岸电系统推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例1的一拖多的岸电系统方框示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

实施例1

请参阅图1所示，图1为一拖多的岸电系统方框示意图。

本发明提供一种一拖多的岸电系统，包括控制模块、通讯模块、变频电源、多个真空接触器和多个信息采集模块；所述真空接触器数量与所述信息采集模块数量相同，各个所述真空接触器与各个所述信息采集模块逐一对应，所述通讯模块、变频电源、多组真空接触器和多组信息采集模块均与所述控制模块连接，每个所述信息采集模块通过采样线与每艘船舶电网电缆依序连接，并实时获取与之相对应的所述船舶电网信息，并将所述船舶电网信息传输至所述控制模块，所述控制模块根据所述外部船舶电网信息控制所述变频电源输出电压匹配外部船舶电网，并生成岸电电网信息，当所述外部船舶电网信息与所述岸电电网信息相同时，所述控制模块依次控制与所述信息采集模块相对应的所述真空接触器合闸。

当电压稳定后，所述控制模块通过所述通讯模块控制与所述信息采集模块相对应的船舶与其船舶辅机断开，停止船舶辅机为船舶供电，实现岸电系统和船舶电网双向无冲击并网。

需要说明是，所述岸电电网信息为变频电源输出电压的频率、相位和幅值中的至少一个；所述外部船舶电网信息为船舶电网电压的频率、相位和幅值中的至少一个。

待并入岸电电网的多艘所述船舶电网用电制式相同。

可以理解的是，例如，所述岸电系统包括三个真空接触器，分别为第一真空接触器、第二真空接触器和第三真空接触器；包括三个信息采样模块，分别为第一信息采样模块、第二信息采样模块和第三信息采样模块；A船舶、B船舶和C船舶为三艘相同用电制的小容量船舶，所述船舶A、B、C的用电制式可以为380V/50HZ。

所述第一真空接触器与所述第一采样模块相对应；所述第二真空接触器与所述第二采样模块相对应；所述第三真空接触器与所述第三采样模块相对应；船舶A靠岸后，船舶A辅机依然开启，确保船舶A电网稳定，确定第一真空接触器、第二真空接触器和第三真空接触器断开，所述第一信息采集模块通过采样线连接A船舶电网后，实时获取所述A船舶电网信息，并将所述A船舶电网信息传输至所述控制模块，所述控制模块通过识别算法获得A船舶电网电压频率、相位和幅值信息。所述控制模块根据所述A船舶电网信息控制所述变频电源电压输出匹配所述A船舶电网电压，当所述岸电系统输出电压与A船舶电网同频同相同幅时，所述控制模块控制所述第一真空接触器合闸，所述A船舶电网与所述岸电电网并网，待A船舶电网稳定后，所述控制模块通过所述通讯模块控制A船舶辅机与所述A船舶电网断开，停止A船舶辅机供电，实现船舶A电网的无扰动切入所述岸电电网。需要说明是，所述船舶包括通讯模块，所述岸电系统与所述船舶通过以太网进行通信。

此时B船舶驶入码头，需并入同一岸电系统，所述第二信息采样模块通过所述采样线连接所述B船舶电网，实时获取所述B船舶电网信息，并将所述B船舶电网信息传输至所述控制模块，所述控制模块通过识别算法获得B船舶电网电压频率、相位和幅值信息。所述控制模块根据获取到的所述的B船舶电网信息进行电压跟踪，并控制所述变频电源电压输出。同时岸电系统保持对A船舶电网的供电，A船舶电网跟随岸电系统电压输出一同变化。当岸电系统输出电压与B船舶电网同频同相同幅时，所述控制模块控制所述第二真空接触器合闸，可以理解的是，所述第二真空控制器合闸时刻，所述岸电系统输出电压、所述A船舶电网电压、B船舶电网电压均达到同频同相同幅。待B船舶电网稳定后，所述控制模块通过所述通讯模块控制所述B船舶辅机与所述B船舶断开，停止所述B船舶辅机供电，实现B船舶电网的无扰动切入岸电电网。

此时C船舶驶入码头，需并入同一岸电系统，所述第三信息采样模块通过所述采样线连接所述C船舶电网，实时获取所述C船舶电网信息，并将所述C船舶电网信息传输至所述控制模块，所述控制模块通过识别算法获得C船舶电网电压频率、相位和幅值信息。所述控制模块根据获取到的C船舶电网信息进行电压跟踪，并控制所述变频电源电压输出。同时岸电系统保持对A船舶和B船舶电网的供电，A船舶和B船舶电网跟随所述岸电系统电压输出一同变化。当岸电系统输出电压与C船舶电网同频同相同幅时，所述控制模块控制所述第三真空接触器合闸，可以理解的是，所述第三真空控制器合闸时刻，所述岸电系统输出电压、所述A船舶电网电压、B船舶电网电压、C船舶电网电压均达到同频同相同幅。待C船舶电网稳定后，所述控制模块通过所述通讯模块控制所述C船舶辅机与所述C船舶断开，停止所述C船舶辅机供电，实现C船舶电网的无扰动切入所述岸电电网。

需要说明的是，所述岸电系统可以包括N个真空接触器，N个信息采样模块，第N真空接触器与所述第N信息采样模块相对应。

需要说明的是，所述岸电系统控制所述船舶辅机与所述船舶电网断开，停止所述船舶辅机为船舶供电，与控制其他船舶并网过程是相互独立的，并不影响其他船舶电网的并入；并且所述岸电系统无需与当前已并网船舶脱离，同时实现对其他待并网船舶的电压频率、相位和幅值的跟踪技术。所述岸电系统采用带负载与船舶电网实现并网，可顺序提供多艘船舶岸电供给，并实现无扰动并网，提高了岸电系统利用率。

实施例2

在实施例1的基础上，本发明提供一种一拖多的岸电系统的并网方法，所述方法的步骤包括：

至少一艘外部船舶电网并入所述岸电电网；

已带负载的岸电系统依次获取待并网的船舶电网信息，所述待并网的船舶用电制式与已并网的船舶用电制式相同，所述岸电电网信息与所述待并网外部船舶电网信息相同时，所述待并网的船舶电网依次并入所述岸电电网。

实施例3

在实施例1的基础上，本发明提供一种一拖多的岸电系统的并网方法，所述方法的步骤包括：

所述信息采集模块实时获取相对应的船舶电网信息，并将所述船舶电网信息传输至所述控制模块，所述控制模块根据所述船舶电网信息控制所述变频电源输出电压匹配船舶电网，并生成岸电电网信息，当所述岸电电网信息与所述船舶电网信息相同时，所述控制模块控制与所述船舶电网相对应的真空接触器合闸。电压稳定后，所述控制模块通过所述通讯模块控制已并网的船舶辅机与船舶电网断开。

已带负载的岸电系统的至少一个信息采样模块实时获取与其相对应的待并网船舶电网信息，并将所述船舶电网信息传输至所述控制模块，所述控制模块通过识别算法得出与每个信息采样模块相对应的船舶电网的电压频率、幅值和相位信息，并控制所述变频电源的电压输出，当所述变频电源输出电压与待并网船舶电网电压达到同频同相同幅时，所述控制模块依次控制与所述信息采集模块相对应的真空接触器合闸。

所述控制模块通过所述通讯模块控制电压稳定的已并网船舶电网与其船舶辅机断开，停止已并网的船舶辅机为其船舶电网供电，达到双向无冲击并网。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种一拖多的岸电系统，其特征在于，包括控制模块、变频电源、多个真空接触器和多个信息采集模块；所述真空接触器数量与所述信息采集模块数量相同，各个所述真空接触器与各个所述信息采集模块逐一对应，所述变频电源、多组真空接触器和多组信息采集模块均与所述控制模块连接，每个所述信息采集模块通过采样线与每艘船舶电网电缆依序连接，并实时获取与之相对应的所述船舶电网信息，并将所述船舶电网信息传输至所述控制模块，所述控制模块根据所述外部船舶电网信息控制所述变频电源输出电压匹配外部船舶电网，并生产岸电电网信息，当所述外部船舶电网信息与所述岸电电网信息相同时，所述控制模块依次控制与所述信息采集模块相对应的所述真空接触器合闸。

2.根据权利要求1所述的一拖多的岸电系统，其特征在于，还包括通讯模块，所述通讯模块与所述控制模块连接，当电压稳定后，所述控制模块通过所述通讯模块控制与所述信息采集模块相对应的船舶与其船舶辅机断开。

3.根据权利要求1所述的一拖多的岸电系统，其特征在于，所述岸电电网信息为变频电源输出电压的频率、相位和幅值中的至少一个；所述外部船舶电网信息为船舶电网电压的频率、相位和幅值中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的一拖多的岸电系统，其特征在于，多艘所述船舶电网用电制式相同。

5.一种权利要求1-4任一所述的一拖多的岸电系统的并网方法，其特征在于，所述方法的步骤包括：

至少一艘所述外部船舶电网并入所述岸电电网；

已带负载的岸电系统依次获取待并网的船舶电网信息，所述待并网的船舶用电制式与已并网的船舶用电制式相同，所述岸电电网信息与所述待并网外部船舶电网信息相同时，所述待并网的船舶电网依次并入所述岸电电网。

6.根据权利要求5所述的一拖多的岸电系统的并网方法，其特征在于，已带负载的岸电系统依次获取待并网的船舶电网信息，所述岸电电网信息与所述待并网外部船舶电网信息相同时，所述待并网的船舶依次并入所述岸电电网的具体步骤包括：

所述至少一个信息采集模块实时获取与其相对应的船舶电网信息，并将所述船舶电网信息传输至所述控制模块，当所述变频电源输出电压与所述船舶电网电压达到同频同相同幅时，所述控制模块依次控制与所述信息采集模块相对应的真空接触器合闸。

7.根据权利要求5所述的一拖多的岸电系统的并网方法，其特征在于，所述至少一艘所述外部船舶电网并入所述岸电电网之后，所述方法包括：

电压稳定后，所述控制模块通过所述通讯模块控制已并网的船舶辅机与船舶电网断开。

8.根据权利要求5所述的一拖多的岸电系统的并网方法，其特征在于，所述至少一艘所述外部船舶电网并入所述岸电电网的具体步骤包括：

所述信息采集模块实时获取相对应的船舶电网信息，并将所述船舶电网信息传输至所述控制模块，所述控制模块根据所述船舶电网信息控制所述变频电源输出电压匹配船舶电网，并生成岸电电网信息，当所述岸电电网信息与所述船舶电网信息相同时，所述控制模块控制与所述船舶电网相对应的真空接触器合闸。