CN111404453A - 一种船用光储柴混合能源供电系统及供电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船用光储柴混合能源供电系统及供电方法，其包括光伏能源系统、储能系统和柴油发电系统。本发明通过光伏能源系统优先为储能系统的电池组充电以及船舶的负载供电，只有当光伏能源系统和储能系统的能量不足时，才通过岸电或柴油发电机为船舶负载供电，由此减少岸电或柴油发电机的使用，降低柴油消耗、减少污染。而且，由于引入光伏能源系统，可以保证船舶在发电机故障或没有岸电时，船舶的负载用电不会发生掉电情况。
Description
技术领域
本发明涉及船舶供电技术领域，具体涉及一种船用光储柴混合能源供电系统及供电方法。
背景技术
随着世界各国贸易量的不断增长，船舶运输也在不断增长。现有的船舶交流用电，主要采用以下方案：
在船舶航行期间，通过船舶上专用的柴油发电机组发电满足用电需求；在船舶靠港期间，主要是利用岸电连接到船舶，保证船舶用电需求。
在航行期间，船舶交流用电严重依赖发电机组，需要燃烧大量的燃料油（如柴油），同时产生大量的污染物，污染环境；在靠港期间，存在岸电线路太长、电压不稳定、安装不便捷等缺点。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种船用光储柴混合能源供电系统及供电方法，其可以降低柴油消耗、减少污染。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种船用光储柴混合能源供电系统，其包括光伏能源系统、储能系统和柴油发电系统；
所述光伏能源系统包括光伏组件、光伏汇流箱和光伏充电器，所述光伏组件的输出端通过光伏汇流箱连接光伏充电器的输入端；
所述柴油发电系统包括岸电、柴油发电机、变压器和交流主配电板，所述柴油发电机的输出端通过交流主配电板连接变压器的输入端；所述岸电的输出端通过交流主配电板亦连接变压器的输入端；
所述储能系统包括电池组、双向逆变器、直流配电箱和交流配电箱，所述光伏充电器的输出端连接直流配电箱，所述直流配电箱连接至电池组和双向逆变器，所述双向逆变器还连接交流配电箱；所述变压器的输出端连接交流配电箱，所述交流配电箱则连接船舶负载。
所述双向逆变器内并联有超级旁路，所述超级旁路的输入端通过交流配电箱连接变压器的输出端，超级旁路的输出端则通过交流配电箱连接船舶负载。
所述供电系统还包括交流配电箱内的维修旁路开关，所述维修旁路开关一端连接变压器的输出端，另一端连接船舶负载。
一种船用光储柴混合能源供电方法，其采用如上所述的船用光储柴混合能源供电系统实现，具体包括：
当光伏充电器的输出端功率大于船舶负载功率时，光伏充电器给电池组充电的同时通过直流配电箱、双向逆变器和交流配电箱给船舶负载供电；
当光伏充电器的输出端功率小于船舶负载功率时，光伏充电器的输出和电池组同时通过直流配电箱、双向逆变器和交流配电箱给船舶负载供电；
当有岸电或者柴油发电机正常工作时，岸电或者柴油发电机的输出端输出交流电，可通过变压器、交流配电箱和双向逆变器的超级旁路向船舶负载直接供电，从而降低电能损耗，也可通过变压器、交流配电箱、双向逆变器和直流配电箱给电池组充电；
当没有岸电或者柴油发电机不工作时，光伏充电器的输出和电池组同时通过直流配电箱、双向逆变器和交流配电箱给船舶负载供电；
当双向逆变器等部件出现故障需要维护或者暂停使用本系统时，船舶用电可切换到维修旁路供电，保证船舶用电需求。
采用上述方案后，本发明通过光伏能源系统优先为储能系统的电池组充电以及船舶的负载供电，只有当光伏能源系统和储能系统的能量不足时，才通过岸电或柴油发电机为船舶负载供电，由此减少岸电或柴油发电机的使用，降低柴油消耗、减少污染。而且，由于引入光伏能源系统，可以保证船舶在发电机故障或没有岸电时，船舶的负载用电不会发生掉电情况。
附图说明
图1为本发明混合能源供电系统的原理框图；
图2为本发明混合能源供电系统的电路原理图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明揭示了一种船用光储柴混合能源供电系统，其包括光伏能源系统10、储能系统30和柴油发电系统20。
所述光伏能源系统10包括光伏组件11、光伏汇流箱12和光伏充电器13，所述光伏组件11的输出端通过光伏汇流箱12连接光伏充电器13的输入端。
所述柴油发电系统20包括岸电23、柴油发电机21、变压器24和交流主配电板22，所述柴油发电机21的输出端通过交流主配电板22连接变压器24的输入端；所述岸电23的输出端通过交流主配电板22亦连接变压器24的输入端。
所述储能系统30包括电池组31、双向逆变器33、直流配电箱32和交流配电箱34，所述光伏充电器13的输出端连接直流配电箱32，所述直流配电箱32连接至电池组31和双向逆变器33，所述双向逆变器33还连接交流配电箱34；所述变压器24的输出端连接交流配电箱34，所述交流配电箱34则连接船舶负载。
所述双向逆变器33内并联有超级旁路，所述超级旁路的输入端通过交流配电箱34连接变压器24的输出端，超级旁路的输出端则通过交流配电箱34连接船舶负载。
所述供电系统还包括交流配电箱34内的维修旁路开关341，所述维修旁路开关341一端连接变压器24的输出端，另一端连接船舶负载。
基于上述供电系统，本发明揭示了一种船用光储柴混合能源供电方法，包括：
当光伏充电器13的输出端功率大于船舶负载功率时，光伏充电器13给电池组31充电的同时通过直流配电箱32、双向逆变器33和交流配电箱34给船舶负载供电；
当光伏充电器13的输出端功率小于船舶负载功率时，光伏充电器13的输出和电池组31同时通过直流配电箱32、双向逆变器33和交流配电箱34给船舶负载供电；
当有岸电23或者柴油发电机21正常工作时，岸电23或者柴油发电机21的输出端输出交流电，可通过变压器24、交流配电箱34和双向逆变器33的超级旁路向船舶负载直接供电，从而降低电能损耗，也可通过变压器24、交流配电箱34、双向逆变器33和直流配电箱32给电池组31充电；
当没有岸电23或者柴油发电机21不工作时，光伏充电器13的输出和电池组31同时通过直流配电箱32、双向逆变器33和交流配电箱34给船舶负载供电；
当双向逆变器33等部件出现故障需要维护或者暂停使用本系统时，船舶用电可通过交流配电箱34切换到维修旁路供电，保证船舶用电需求。
综上，本发明通过光伏能源系统10优先为储能系统30的电池组31充电以及船舶的负载供电，只有当光伏能源系统10和储能系统30的能量不足时，才通过岸电23或柴油发电机21为船舶负载供电，由此减少岸电23或柴油发电机21的使用，降低柴油消耗、减少污染。而且，由于引入光伏能源系统10，可以保证船舶在发电机21故障或没有岸电23时，船舶的负载用电不会发生掉电情况。
以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种船用光储柴混合能源供电系统，其特征在于：包括光伏能源系统、储能系统和柴油发电系统；
所述光伏能源系统包括光伏组件、光伏汇流箱和光伏充电器，所述光伏组件的输出端通过光伏汇流箱连接光伏充电器的输入端；
所述柴油发电系统包括岸电、柴油发电机、变压器和交流主配电板，所述柴油发电机的输出端通过交流主配电板连接变压器的输入端；所述岸电的输出端通过交流主配电板亦连接变压器的输入端；
所述储能系统包括电池组、双向逆变器、直流配电箱和交流配电箱，所述光伏充电器的输出端连接直流配电箱，所述直流配电箱连接至电池组和双向逆变器，所述双向逆变器还连接交流配电箱；所述变压器的输出端连接交流配电箱，所述交流配电箱则连接船舶负载。
2.根据权利要求1所述的一种船用光储柴混合能源供电系统，其特征在于：所述双向逆变器内并联有超级旁路，所述超级旁路的输入端通过交流配电箱连接变压器的输出端，超级旁路的输出端则通过交流配电箱连接船舶负载。
3.根据权利要求1所述的一种船用光储柴混合能源供电系统，其特征在于：所述供电系统还包括交流配电箱内的维修旁路开关，所述维修旁路开关一端连接变压器的输出端，另一端连接船舶负载。
4.一种船用光储柴混合能源供电方法，其特征在于：其采用如权利要求1所述的船用光储柴混合能源供电系统实现，具体包括：
当光伏充电器的输出端功率大于船舶负载功率时，光伏充电器给电池组充电的同时通过直流配电箱、双向逆变器和交流配电箱给船舶负载供电；
当光伏充电器的输出端功率小于船舶负载功率时，光伏充电器的输出和电池组同时通过直流配电箱、双向逆变器和交流配电箱给船舶负载供电；
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| CN202010345400.1A CN111404453A (zh) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | 一种船用光储柴混合能源供电系统及供电方法 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN111404453A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113098004A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-09 | 西安热工研究院有限公司 | 一种基于5g基站供电的分布式能源系统及方法 |
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2020
- 2020-04-27 CN CN202010345400.1A patent/CN111404453A/zh active Pending
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