CN110632517A

CN110632517A - 一种电力测功机的控制装置及电力测功机

Info

Publication number: CN110632517A
Application number: CN201911051719.7A
Authority: CN
Inventors: 王希炜; 罗鹏
Original assignee: China Shipbuilding Power Engineering Institute Co Ltd
Current assignee: China Shipbuilding Power Engineering Institute Co Ltd
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2019-12-31

Abstract

本发明实施例公开了一种电力测功机的控制装置及电力测功机，该装置包括第一检测模块，第一检测模块用于检测电力测功机的各受电点的设定电参数并生成第一功耗信号；第二检测模块，第二检测模块用于检测电力测功机的电输出点的设定参数并生成第二功耗信号；控制模块，控制模块根据接收到的第一功耗信号和第二功耗信号生成开关控制信号；开关模块，开关模块根据接收到的开关控制信号选取与电力测功机电连接的交流负载，以实现简单、智能、有效地对多余的电能进行实时的消耗。

Description

一种电力测功机的控制装置及电力测功机

技术领域

本发明实施例涉及船用发电机技术领域，尤其涉及一种电力测功机的控制装置及电力测功机。

背景技术

电力测功机在对主机进行加载、测功时，可将主机发出的机械能转化为电能。通常原动机为电动机，测功机为发电机，电能可以在内部进行循环。

船用主机通常为10MW级的大功率的柴油主机，由于船用车间的用电负荷较小，电力测功机发出的电能会产生大量剩余，无法将电能进行实时消耗，再加上地方电网的限制，发出的电能无法并入市电，因此，就需要一套能量管理系统，将发出的电能实时进行消耗。

发明内容

本发明提供一种电力测功机的控制装置及电力测功机，以实现简单、智能、有效的对多余的电能进行实时的消耗。

第一方面，本发明实施例提供了一种电力测功机的控制装置，该装置包括：

第一检测模块，第一检测模块用于检测电力测功机的各受电点的设定电参数并生成第一功耗信号；

第二检测模块，第二检测模块用于检测电力测功机的电输出点的设定参数并生成第二功耗信号；

控制模块，控制模块根据接收到的第一功耗信号和第二功耗信号生成开关控制信号；

开关模块，开关模块根据接收到的开关控制信号选取与电力测功机电连接的交流负载。

可选的，第一检测模块包括：

第一电流检测子模块，用于检测电力测功机的各受电点的电流并生成第一电流信号；

第一电压检测子模块，用于检测电力测功机的各受电点的电压并生成第一电压信号；其中，第一功耗信号包括第一电流信号和第一电压信号。

可选的，第二检测模块包括：

第二电流检测子模块，用于检测所述电力测功机的电输出点的电流并生成第二电流信号；

第二电压检测子模块，用于检测电力测功机的电输出点的电压并生成第二电压信号；其中，第二功耗信号包括第二电流信号和第二电压信号。

可选的，控制模块包括：同步采集子模块、控制子模块和可编程控制子模块；

其中，同步采集子模块用于同步采集第一功耗信号和第二功耗信号并发送至控制子模块；

控制子模块用于根据收到的第一功耗信号和第二功耗信号生成待消耗功率信号并发送至可编程控制子模块；

可编程控制子模块用于根据收到的待消耗功率信号生成开关控制信号。

可选的，同步采集子模块包括同步采集卡。

可选的，开关模块包括多个第一开关子模块，交流负载包括多个交流电阻，第一开关子模块与交流电阻一一对应电连接，第一开关子模块用于根据接收到的开关控制信号选择是否接入对应的交流电阻至第一设定电源信号线。

可选的，控制模块包括多个开关控制信号输出端，第一开关子模块的控制端与对应的开关控制信号输出端电连接，第一开关子模块的第一端与对应的交流电阻电连接，第一开关子模块的第二端与第一设定电源信号线电连接。

可选的，还包括进线开关模块和第二开关子模块，其中，进线开关模块与第一设定电源信号线电连接，进线开关模块用于控制第一设定电源信号线的接通与断开；第一设定电源信号线通过第二开关子模块与第二设定电源信号线电连接，第二开关子模块处于闭合状态。

可选的，控制模块用于根据接收到的第二功耗信号调节输出的保护触发信号；

控制装置还包括保护模块，保护模块用于根据接收到的保护触发信号控制电力测功机的停车状况。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电力测功机，包括如第一方面所述的电力测功机的控制装置。

本发明提供了一种电力测功机的控制装置，电力测功机的控制装置包括第一检测模块，第一检测模块用于检测电力测功机的各受电点的设定电参数并生成第一功耗信号；第二检测模块，第二检测模块用于检测电力测功机的电输出点的设定参数并生成第二功耗信号；控制模块，控制模块根据接收到的第一功耗信号和第二功耗信号生成开关控制信号；开关模块，开关模块根据接收到的开关控制信号选取与电力测功机电连接的交流负载，解决现有的船舶用电负荷较小而使船用电力测功机发出的电能产生大量剩余，再加上受地方电网的限制，既无法将剩余的电能并入市电也无法将其进行实时消耗的问题，实现简单、智能、有效地对多余的电能进行实时的消耗的效果。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种电力测功机的控制装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中的另一种电力测功机的控制装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中的一种电力测功机的控制装置中的开关模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种电力测功机的控制装置的结构示意图，参考图1，该装置包括：

第一检测模块120，用于检测电力测功机1的各受电点的设定电参数并生成第一功耗信号；

第二检测模块110，用于检测电力测功机1的电输出点的设定参数并生成第二功耗信号；

控制模块130，用于根据接收到的第一功耗信号和第二功耗信号生成开关控制信号；

开关模块140，用于根据接收到的开关控制信号选取与电力测功机1电连接的交流负载160。

具体的，参考图1，L0为输电线，断路器K1用于控制电输出线与输电线L0的通断，断路器K2用于控制受电点N1与输电线L0的通断，断路器K3用于控制受电点N2与输电线L0的通断，第一检测模块120设置在电力测功机1的各受电点处，如图中的N1和N2两个受电点，此处还有多个受电点及对应设置的断路器，对受电点的个数及断路器的个数在此不做限定，N1和N2仅用于示例性的说明。第一检测模块120可通过线束与受电点N1电连接，用于检测受电点N1处的设定参数，设定参数例如可以是受电点处的电压和电流，第一检测模块可以根据检测到的电压和电流生成第一功耗信号并实时传送给控制模块130，同理，设置在其他各受电点处的第一检测模块120可以根据检测到的对应受电点处的电压和电流生成对应受电点的第一功耗信号，并实时传送给控制模块130。

第二检测模块110设置在电力测功机1的电输出点M0处，可通过线束与电输出点M0电连接，用于检测电输出点M0处的设定参数，设定参数例如可以是受电点处的电压和电流，第二检测模块110可以根据检测到的电压和电流生成第二功耗信号并实时传送给控制模块130，控制模块130接收电输出点M0的第二功耗信号；控制模块130可根据第二功耗信号、第一功耗信号生成开关控制信号，比如，以受电点N1为例，第一功耗信号可以为由受电点N1处的第一检测模块120检测到的电压和电流计算得到受电点N1的消耗功率，可以为由受电点N2处的第一检测模块120检测到的电压和电流计算得到受电点N2的消耗功率；第二消耗信号可以为由电输出点M0处的第二检测模块110检测到的电压和电流计算得到电输出点M0的总输出功率，控制模块130可将电输出点M0的总输出功率与受电点N1的消耗功率和受电点N2的消耗功率之和做差得到待消耗功率，根据待消耗功率生成开关控制信号，并将开关控制信号发送给开关模块140。开关模块140根据接收到的开关控制信号选取与电力测功机电连接的交流负载160，通过交流负载160对待消耗功率进行实时消耗，从而保证整个电力系统的安全运行。

本实施例的技术方案，通过提供一种电力测功机的控制装置，包括第一检测模块，第一检测模块用于检测电力测功机的各受电点的设定电参数并生成第一功耗信号；第二检测模块，第二检测模块用于检测电力测功机的电输出点的设定参数并生成第二功耗信号；控制模块，控制模块根据接收到的第一功耗信号和第二功耗信号生成开关控制信号；开关模块，开关模块根据接收到的开关控制信号选取与电力测功机电连接的交流负载，解决了现有的船舶用电负荷较小而使船用电力测功机发出的电能产生大量剩余，再加上受地方电网的限制，既无法将剩余的电能并入市电也无法将其进行实时消耗的问题，实现了简单、智能、有效的对多余的电能进行实时的消耗的效果。

图2为本发明实施例提供的另一种电力测功机的控制装置的结构示意图，在上述实施例的基础上，结合图1和图2，第一检测模块120包括：

第一电流检测子模块121，用于检测电力测功机的各受电点的电流并生成第一电流信号；

第一电压检测子模块122，用于检测电力测功机的各受电点的电压并生成第一电压信号；其中，第一功耗信号包括第一电流信号和第一电压信号。

其中，示例性的，参考图2，以受电点N1和受电点N2为例，第一检测模块120设置在受电点N1处，第一检测模块120包括第一电流检测子模块121和第一电压检测子模块122。同样的，第一检测模块120设置在受电点N2处，第一检测模块120包括第一电流检测子模块121和第一电压检测子模块122。其中，第一电流检测子模块121可为电流传感器，用于检测受电点处的电流；第一电压检测子模块122可为电压传感器，用于检测受电点处的电压。

可选的，第二检测模块110包括：

第二电流检测子模块111，用于检测电力测功机的电输出点的电流并生成第二电流信号；

第二电压检测子模块112，用于检测电力测功机的电输出点的电压并生成第二电压信号；其中，第二功耗信号包括第二电流信号和第二电压信号。

其中，第二电流检测子模块111可为电流互感器，用于检测电输出点处的电流；第二电压检测子模块112可为电压互感器，用于检测电输出点处的电压。

可选的，控制模块130包括：同步采集子模块131、控制子模块132和可编程控制子模块133；

其中，同步采集子模块131用于同步采集第一功耗信号和第二功耗信号并发送至控制子模块132；

控制子模块132用于根据收到的第一功耗信号和第二功耗信号生成待消耗功率信号并发送至可编程控制子模块133；

可编程控制子模块133用于根据收到的待消耗功率信号生成开关控制信号。

其中，控制子模块132可为STM232控制芯片，可编程控制子模块133可为可编程逻辑控制器，(Programmable logic Controller，PLC)。

可选的，同步采集子模块包括同步采集卡。

其中，同步采集卡可为PXI-2020/2022系列的多通道同步数据采集卡，其分辨率和采样率都比较高，同时可实现对多个通道信号进行同步采集。

在本实施例的技术方案中，示例性的，参考图2，受电点N1处的第一电流检测子模块121将检测的电流信号通过同步采集子模块131传送给控制子模块132，受电点N1处的第一电压检测子模块122将检测的电压信号通过同步采集子模块131传送给控制子模块132；受电点N2处的第一电流检测子模块121将检测的电流信号通过同步采集子模块131传送给控制子模块132，受电点N2处的第一电压检测子模块122将检测的电压信号通过同步采集子模块131传送给控制子模块132；电输出点处的第二电流检测子模块111将检测的电流信号通过同步采集子模块131传送给控制子模块132，电输出点处的第二电压检测子模块112将检测的电压信号通过同步采集子模块131传送给控制子模块132。

控制子模块132根据受电点N1处的电流信号和电压信号生成受电点N1的消耗功率信号，根据受电点N2处的电流信号和电压信号生成受电点N2的消耗功率信号，还包括对其他受电点也对应生成相应的消耗功率信号，此处其他受电点的具体个数在此不做具体限定。并根据受电点N1的消耗功率信号、受电点N2的消耗功率信号以及其他各受电点的消耗功率信号生成总消耗功率信号；控制子模块132根据电输出点M0处的电流信号和电压信号生成电输出点M0的总产出功率信号，再根据电输出点的总产出功率信号和各受电点的总消耗功率信号生成待消耗功率信号并发送至可编程控制子模块133；可编程控制子模块133根据待消耗功率信号生成开关控制信号，并将开关控制信号发送给开关模块140；开关模块140根据接收到的开关控制信号选取与电力测功机电连接的交流负载160，通过交流负载160对待消耗功率进行实时消耗，从而保证整个电力系统的安全运行。

图3为本发明实施例提供的一种电力测功机的控制装置中的开关模块的结构示意图，结合图1至图3，开关模块140包括多个第一开关子模块341、342、343，交流负载包括多个交流电阻351、352、353，第一开关子模块341、342、343与交流电阻351、352、353一一对应电连接，第一开关子模块341、342、343用于根据接收到的开关控制信号选择是否接入对应的交流电阻341、342、343至第一设定电源信号线10，此处第一开关子模块341、342、343和交流电阻351、352、353只是示例性说明，第一开关子模块和交流电阻的个数不只示例中的数目，在此不做具体限定。

其中，交流电阻351、352、353的电阻不相同，可以消耗的最大功率级不同，示例性的，参考图3，351为2MW的量级，352为1MW的量级，353为0.5MW的量级；第一开关子模块341、342、343包括接触器开关。

可选的，参考图3，控制模块130包括多个开关控制信号输出端1331、1332、1333，此处只是示例性的说明，对于开关控制信号输出端的个数不做具体的限定。第一开关子模块341、342、343的控制端3411、3421、3431分别与对应的开关控制信号输出端1331、1332、1333电连接，第一开关子模块341、342、343的第一端与对应的交流电阻351、352、353电连接，第一开关子模块的341、342、343第二端与第一设定电源信号线10电连接。

其中，示例性的，结合图1和图3，在控制模块130的可编程控制子模块133上包括多个开关控制信号输出端1331、1332、1333，第一开关子模块341、342、343的控制端3411、3421、3431分别与对应的开关控制信号输出端1331、1332、1333电连接。

可选的，交流电阻包括多个交流电阻组350、370，不同交流电阻组对应的功耗量级不同，交流电阻组与对应量级的设定电源信号线电连接；图3中示例性的给出了交流电阻组350和370，还包括图中未示出其他电阻组，对其数量在此不做具体的限定。开关模块还包括多个第一开关子模块361、362、363、364、365、366，第一开关子模块361、362、363、364、365、366分别与交流电阻371、372、373、374、375、376一一对应设置，第一开关子模块361、362、363、364、365、366用于根据接收到的开关控制信号是否接入对应的交流电阻371、372、373、374、375、376至第二设定电源信号线20。

其中，示例性的，参考图3，交流电阻组350为大功耗量级，包括交流电阻351、352、353，其中，351为2MW的量级，352为1MW的量级，353为0.5MW的量级；交流电阻组370为小功耗量级，包括交流电阻371、372、373、374、375、376，其中，371为100KW的量级,372为50KW的量级,373为20KW的量级,374为10KW的量级,375为5KW的量级,376为2KW的量级。此外，交流电阻组350不只是包括交流电阻351、352、353这几个量级，还包括其他数目量级的交流电阻，，在此不一一列举，同样的，交流电阻组370也如此。

可选的，还包括进线开关模块320和第二开关子模块330，其中，进线开关模块320与第一设定电源信号线10电连接，进线开关模块320用于控制第一设定电源信号线10的接通与断开；第一设定电源信号线10通过第二开关子模块330与第二设定电源信号线20电连接，第二开关子模块330处于闭合状态。

其中，示例性的，参考图3，进线开关模块320与市电连接，进线开关模块320正常状态下是始终闭合的。由市电通过进线开关模块320给整个电力测功机的控制装置提供启动电源。

在本实施例的技术方案中，可编程控制子模块133可以根据控制子模块132发出的待消耗功率信号配置交流电阻的量级及个数，例如，当待消耗功率为7.532MW，可编程控制子模块133可以配合交流电阻为：3个2MW的交流电阻351,1个1MW的交流电阻352,1个0.5MW的交流电阻353，1个20KW的交流电阻373,1个10KW的交流电阻374,1个2KW的交流电阻376。

可选的，控制模块130用于根据接收到的第二功耗信号调节输出的保护触发信号；控制装置还包括保护模块150，保护模块150用于根据接收到的保护触发信号控制电力测功机1的停车状况。

其中，参考图1，控制模块130还可根据电输出点输出的第二功耗信号判断电输出点处是否发生过压或过载，当第二检测模块110检测到电输出点M0处的电压大于设定的电压时，则判断为发生过压；当第二检测模块110检测到电输出点MO处的电流大于设定的电流时，则判断为发生过载。当出现过压或过载情况时，控制模块130会输出保护触发信号给保护模块150，保护模块150接收到保护触发信号时控制电力测功机1使其停车，从而保障电力系统的安全。其中，保护模块150包括正常停车开关、快速停车开关、紧急停车开关等，保护触发信号可为可触发正常停车开关、快速停车开关、紧急停车开关断开或闭合的电信号。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种电力测功机的控制装置，其特征在于，包括：

第一检测模块，所述第一检测模块用于检测所述电力测功机的各受电点的设定电参数并生成第一功耗信号；

第二检测模块，所述第二检测模块用于检测所述电力测功机的电输出点的设定参数并生成第二功耗信号；

控制模块，所述控制模块根据接收到的所述第一功耗信号和所述第二功耗信号生成开关控制信号；

开关模块，所述开关模块根据接收到的所述开关控制信号选取与所述电力测功机电连接的交流负载。

2.根据权利要求1所述的电力测功机的控制装置，其特征在于，所述第一检测模块包括：

第一电流检测子模块，所述第一电流检测子模块用于检测所述电力测功机的各受电点的电流并生成第一电流信号；

第一电压检测子模块，所述第一电压检测子模块用于检测所述电力测功机的各受电点的电压并生成第一电压信号；其中，所述第一功耗信号包括所述第一电流信号和所述第一电压信号。

3.根据权利要求1所述的电力测功机的控制装置，其特征在于，所述第二检测模块包括：

第二电流检测子模块，所述第二电流检测子模块用于检测所述电力测功机的电输出点的电流并生成第二电流信号；

第二电压检测子模块，所述第二电压检测子模块用于检测所述电力测功机的电输出点的电压并生成第二电压信号；其中，所述第二功耗信号包括所述第二电流信号和所述第二电压信号。

4.根据权利要求1所述的电力测功机的控制装置，其特征在于，所述控制模块包括：同步采集子模块、控制子模块和可编程控制子模块；

其中，所述同步采集子模块用于同步采集所述第一功耗信号和所述第二功耗信号并发送至所述控制子模块；

所述控制子模块用于根据收到的所述第一功耗信号和所述第二功耗信号生成待消耗功率信号并发送至所述可编程控制子模块；

所述可编程控制子模块用于根据收到的所述待消耗功率信号生成所述开关控制信号。

5.根据权利要求4所述的电力测功机的控制装置，其特征在于，所述同步采集子模块包括同步采集卡。

6.根据权利要求1所述的电力测功机的控制装置，其特征在于，所述开关模块包括多个第一开关子模块，所述交流负载包括多个交流电阻，所述第一开关子模块与所述交流电阻一一对应电连接，所述第一开关子模块用于根据接收到的所述开关控制信号选择是否接入对应的所述交流电阻至第一设定电源信号线。

7.根据权利要求6所述的电力测功机的控制装置，其特征在于，所述控制模块包括多个开关控制信号输出端，所述第一开关子模块的控制端与对应的所述开关控制信号输出端电连接，所述第一开关子模块的第一端与对应的所述交流电阻电连接，所述第一开关子模块的第二端与所述第一设定电源信号线电连接。

8.根据权利要求7所述的电力测功机的控制装置，其特征在于，还包括进线开关模块和第二开关子模块，其中，所述进线开关模块与所述第一设定电源信号线电连接，所述进线开关模块用于控制所述第一设定电源信号线的接通与断开；所述第一设定电源信号线通过所述第二开关子模块与所述第二设定电源信号线电连接，所述第二开关子模块处于闭合状态。

9.根据权利要求1所述的电力测功机的控制装置，其特征在于，所述控制模块用于根据接收到的所述第二功耗信号调节输出的保护触发信号；

所述控制装置还包括保护模块，所述保护模块用于根据接收到的所述保护触发信号控制所述电力测功机的停车状况。

10.一种电力测功机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电力测功机的控制装置。