CN110718907B - 一种大容量岸电运行控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大容量岸电运行控制方法，包括电网侧运行异常/故障控制方法、船侧运行异常/故障控制方法和船侧负荷变化异常控制方法。本发明根据不同侧的故障/异常，提供不同的控制方法，分步管控整流侧和逆变侧，提高系统的运行可靠性和鲁棒性，避免故障/异常下的频繁充电。
Description
技术领域
本发明涉及一种大容量岸电运行控制方法，属于岸电控制技术领域。
背景技术
随着电力电子器件可靠性提高，现在采用变流器的方案将不同电制的电网与船舶连接，通过电力电子变频器将电网电源转换成适用于船舶负载的电源。当船舶靠港期间，使用电力电子变频岸电电源替代船舶发电辅机的电能供给，提供船舶在港期间其泵组、通风、照明、通讯等负荷所需的电力，具体连接结构如图1所示。
为提高设备的运行可靠性，常采用如图2所示的模块冗余设计的手段，冗余设计能够在故障情况下通过切除相应的冗余模块，实现设备的安全运行。由于模块冗余设计，现有的控制方法无法保证岸电运行可靠性。
发明内容
本发明提供了一种大容量岸电运行控制方法，解决了现有控制方法无法保证岸电运行可靠性的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种大容量岸电运行控制方法，包括电网侧运行异常/故障控制方法，具体如下：
响应于网侧电压跌落工况，投入岸电整流侧低电压穿越功能，利用岸电整流侧的无功支撑功能，根据电压跌落程度向网侧支援无功功率；
响应于网侧过流、直流电压越限和模块故障，控制岸电系统退出。
响应于网侧所需的无功功率超过最大支援无功功率，在保障各模块直流侧电压稳定和负荷稳定供电的前提下，输出尽量大的无功功率。
响应于无功功率支援时间超过时间阈值并且仍处于网侧电压跌落工况，控制岸电系统退出。
响应于电网侧运行异常/故障消除，若处于低电压穿越运行方式下，则切除岸电整流侧低电压穿越功能，恢复岸电整流侧恒直流电压控制模式，若处于岸电系统退出状态，则控制岸电系统重启。
一种大容量岸电运行控制方法，包括船侧运行异常/故障控制方法，具体如下：
响应于船侧电压跌落工况，投入岸电逆变侧低电压穿越功能，利用岸电逆变侧的虚拟同步发电功能，根据电压跌落程度向船侧支援有功功率；
响应于逆变侧过流、直流电压越限合模块故障，控制岸电逆变侧变流器重启，若重启失败，则控制岸电系统退出。
响应于船侧所需的有功功率超过最大支援有功功率，按照最大有功功率输出。
响应于有功功率支援时间超过时间阈值并且仍处于船侧电压跌落工况，控制岸电逆变侧变流器闭锁脉冲，若岸电整流侧变流器未闭锁，则控制岸电逆变侧变流器重启，若重启失败，则控制岸电系统退出。
响应于船侧运行异常/故障消除，若处于低电压穿越运行方式下，则切除岸电逆变侧低电压穿越功能，恢复岸电逆变侧恒交流电压控制模式，若处于岸电系统退出状态，则控制岸电系统重启。
一种大容量岸电运行控制方法，包括船侧负荷变化异常控制方法，具体如下：
响应于船侧负荷轻载，根据负荷数据，切除岸电系统的部分并联机，利用适配容量的岸电对负荷供电；
响应于船侧负荷重载，根据负荷数据，增投电系统的并联机数，利用适配容量的岸电对负荷供电；
响应于船侧负荷短时过载，利用岸电紧急功率输出功能增大输出有功功率。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行大容量岸电运行控制方法。
本发明所达到的有益效果：本发明根据不同侧的故障/异常，提供不同的控制方法，分步管控整流侧和逆变侧，提高系统的运行可靠性和鲁棒性，避免故障/异常下的频繁充电。
附图说明
图1为船岸连接系统故障示意图；
图2为大容量岸电冗余模块示意图；
图3为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种大容量岸电运行控制方法，包括电网侧运行异常/故障控制方法，其针对的是F1发生异常/故障时，实现正常-异常-正常的切换控制，具体如下：
1）响应于网侧电压跌落工况，投入岸电整流侧低电压穿越功能，利用岸电整流侧的无功支撑功能，根据电压跌落程度向网侧支援无功功率。
岸电整流侧的无功支撑功能为岸电整流侧采用Q-Uac下垂控制输出所需无功功率，从而支撑网侧电压。
2）响应于网侧过流、直流电压越限和模块故障等，控制岸电系统退出，即岸电系统级保护动作，进行有限次数的岸电整机重启。
实施例2
一种大容量岸电运行控制方法，在实施例1的基础上增加了无功支援不足的情况，具体为：若网侧所需的无功功率超过最大支援无功功率，在保障各模块直流侧电压稳定和负荷稳定供电的前提下，输出尽量大的无功功率。
实施例3
一种大容量岸电运行控制方法，在实施例1的基础上增加了无功支援失败的情况，具体为：若无功功率支援时间超过时间阈值并且仍处于网侧电压跌落工况，则判定无功功率支援无效，即无法解决问题，控制岸电系统退出，退出向船舶供电。
实施例4
一种大容量岸电运行控制方法，在实施例1的基础上增加了电网侧运行异常/故障消除后的步骤，具体为：
1）响应于网侧电压跌落工况，投入岸电整流侧低电压穿越功能，利用岸电整流侧的无功支撑功能，根据电压跌落程度向网侧支援无功功率。
岸电整流侧的无功支撑功能为岸电整流侧采用Q-Uac下垂控制输出所需无功功率，从而支撑网侧电压。
2）响应于网侧过流、直流电压越限和模块故障等，控制岸电系统退出，即岸电系统级保护动作，进行有限次数的岸电整机重启。
3）响应于电网侧运行异常/故障消除，若处于低电压穿越运行方式下，则切除岸电整流侧低电压穿越功能，恢复岸电整流侧恒直流电压控制模式，若处于岸电系统退出状态，则控制岸电系统重启。
实施例5
一种大容量岸电运行控制方法，包括船侧运行异常/故障控制方法，其针对的是F2发生异常/故障时，实现正常-异常-正常的切换控制，具体如下：
1）响应于船侧电压跌落工况，投入岸电逆变侧低电压穿越功能，利用岸电逆变侧的虚拟同步发电功能，根据电压跌落程度向船侧支援有功功率。
2）响应于逆变侧过流、直流电压越限合模块故障，控制岸电逆变侧变流器重启，若重启失败，则控制岸电系统退出。
实施例6
一种大容量岸电运行控制方法，在实施例5的基础上增加了有功支援不足的情况，具体为：若船侧所需的有功功率超过最大支援有功功率，按照最大有功功率输出，最大程度实现对船舶负荷的支撑。
实施例7
一种大容量岸电运行控制方法，在实施例5的基础上增加了有功支援失败的情况，具体为：若有功功率支援时间超过时间阈值并且仍处于船侧电压跌落工况，则判定有功功率支援无效，即无法解决问题，控制岸电逆变侧变流器闭锁脉冲，若岸电整流侧变流器未闭锁，则控制岸电逆变侧变流器重启，若重启成功，则岸电系统恢复供电，若重启失败，则控制岸电系统退出。
实施例8
一种大容量岸电运行控制方法，在实施例5的基础上增加了电网侧运行异常/故障消除后的步骤，具体为：
1）响应于船侧电压跌落工况，投入岸电逆变侧低电压穿越功能，利用岸电逆变侧的虚拟同步发电功能，根据电压跌落程度向船侧支援有功功率。
2）响应于逆变侧过流、直流电压越限合模块故障，控制岸电逆变侧变流器重启，若重启失败，则控制岸电系统退出。
3）响应于船侧运行异常/故障消除，若处于低电压穿越运行方式下，则切除岸电逆变侧低电压穿越功能，恢复岸电逆变侧恒交流电压控制模式，若处于岸电系统退出状态，则控制岸电系统重启。
实施例9
一种大容量岸电运行控制方法，包括船侧负荷变化异常控制方法，其针对船侧负荷出现高低变化，实现正常-轻载/重载-正常的切换控制，提高岸电运行的经济性，具体如下：
1）响应于船侧负荷轻载，根据负荷数据，切除岸电系统的部分并联机，利用适配容量的岸电对负荷供电。
2）响应于船侧负荷重载，根据负荷数据，增投电系统的并联机数，利用适配容量的岸电对负荷供电。
3）响应于船侧负荷短时过载，利用岸电紧急功率输出功能增大输出有功功率。
实施例10
一种大容量岸电运行控制方法，包括电网侧运行异常/故障控制方法、船侧运行异常/故障控制方法和船侧负荷变化异常控制方法。
其中，电网侧运行异常/故障控制方法，针对的是F1发生异常/故障时，实现正常-异常-正常的切换控制，具体如下：
11）响应于网侧电压跌落工况，投入岸电整流侧低电压穿越功能，利用岸电整流侧的无功支撑功能，根据电压跌落程度向网侧支援无功功率。
岸电整流侧的无功支撑功能为岸电整流侧采用Q-Uac下垂控制输出所需无功功率，从而支撑网侧电压。
若网侧所需的无功功率超过最大支援无功功率，在保障各模块直流侧电压稳定和负荷稳定供电的前提下，输出尽量大的无功功率；若无功功率支援时间超过时间阈值并且仍处于网侧电压跌落工况，则判定无功功率支援无效，即无法解决问题，控制岸电系统退出，退出向船舶供电。
12）响应于网侧过流、直流电压越限和模块故障等，控制岸电系统退出，即岸电系统级保护动作，进行有限次数的岸电整机重启。
13）响应于电网侧运行异常/故障消除，若处于低电压穿越运行方式下，则切除岸电整流侧低电压穿越功能，恢复岸电整流侧恒直流电压控制模式，若处于岸电系统退出状态，则控制岸电系统重启。
船侧运行异常/故障控制方法，针对的是F2发生异常/故障时，实现正常-异常-正常的切换控制，具体如下：
21）响应于船侧电压跌落工况，投入岸电逆变侧低电压穿越功能，利用岸电逆变侧的虚拟同步发电功能，根据电压跌落程度向船侧支援有功功率。
若船侧所需的有功功率超过最大支援有功功率，按照最大有功功率输出，最大程度实现对船舶负荷的支撑；若有功功率支援时间超过时间阈值并且仍处于船侧电压跌落工况，则判定有功功率支援无效，即无法解决问题，控制岸电逆变侧变流器闭锁脉冲，若岸电整流侧变流器未闭锁，则控制岸电逆变侧变流器重启，若重启成功，则岸电系统恢复供电，若重启失败，则控制岸电系统退出。
22）响应于逆变侧过流、直流电压越限合模块故障，控制岸电逆变侧变流器重启，若重启失败，则控制岸电系统退出。
23）响应于船侧运行异常/故障消除，若处于低电压穿越运行方式下，则切除岸电逆变侧低电压穿越功能，恢复岸电逆变侧恒交流电压控制模式，若处于岸电系统退出状态，则控制岸电系统重启。
船侧负荷变化异常控制方法，针对船侧负荷出现高低变化，实现正常-轻载/重载-正常的切换控制，提高岸电运行的经济性，具体如下：
31）响应于船侧负荷轻载，根据负荷数据，切除岸电系统的部分并联机，利用适配容量的岸电对负荷供电。
32）响应于船侧负荷重载，根据负荷数据，增投电系统的并联机数，利用适配容量的岸电对负荷供电。
33）响应于船侧负荷短时过载，利用岸电紧急功率输出功能增大输出有功功率。
上述方法根据不同侧的故障/异常，提供不同的控制方法，分步管控整流侧和逆变侧，提高系统的运行可靠性和鲁棒性，避免故障/异常下的频繁充电。
实施例11
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备大容量岸电运行控制方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行大容量岸电运行控制方法的指令。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (3)
1.一种大容量岸电运行控制方法，其特征在于：包括电网侧运行异常/故障控制方法，具体如下：
响应于网侧电压跌落工况，投入岸电整流侧低电压穿越功能，利用岸电整流侧的无功支撑功能，根据电压跌落程度向网侧支援无功功率；
其中，岸电整流侧的无功支撑功能为岸电整流侧采用Q-Uac下垂控制输出所需无功功率；
响应于网侧所需的无功功率超过最大支援无功功率，在保障各模块直流侧电压稳定和负荷稳定供电的前提下，输出尽量大的无功功率；响应于无功功率支援时间超过时间阈值并且仍处于网侧电压跌落工况，控制岸电系统退出；
响应于网侧过流、直流电压越限和模块故障，控制岸电系统退出。
2.根据权利要求1所述的一种大容量岸电运行控制方法，其特征在于：响应于电网侧运行异常/故障消除，若处于低电压穿越运行方式下，则切除岸电整流侧低电压穿越功能，恢复岸电整流侧恒直流电压控制模式，若处于岸电系统退出状态，则控制岸电系统重启。
3.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至2所述的方法中的任一方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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