CN115117982B - 一种实现船用箱式电源安全隔离的切换控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实现船用箱式电源安全隔离的切换控制方法及系统，包括：步骤S1，控制每个电源组中放电次序最靠前的箱式电源放电；步骤S2，在各箱式电源的放电过程中，判断是否存在至少一箱式电源发生热失控：若否，转向步骤S3；若是，转向步骤S4；步骤S3，判断是否存在至少一箱式电源上报故障报警信息：若是，根据故障报警信息的类型对上报故障报警信息的箱式电源进行切换或对应的控制，返回步骤S2；若否，返回步骤S2；步骤S4，切断发生热失控的箱式电源及预设区域内的所有其它箱式电源，并启动应急排风风机以排出上述箱式电源内的可燃气体，返回步骤S2。有益效果是本发明能够实现正常情况、非热失控故障和热失控故障下的箱式电源切换。

Description

一种实现船用箱式电源安全隔离的切换控制方法及系统
技术领域
本发明涉及船用箱式电源切换技术领域，尤其涉及一种实现船用箱式电源安全隔离的切换控制方法及系统。
背景技术
目前的中大型纯电池动力船舶由于航程长、功率需求大等特点，电池容量配置较高，如果采用靠泊充电的方式，靠泊时间难以满足充电要求，一般采用换电模式，即船上采用标准的箱式移动电源，在港口装卸货时，快速完成箱式移动电源的更换。
但是目前的船舶上普遍将箱式电源按照排、列、层进行放置，根据船舶的当前功率需求启动对应数量的箱式电源，尚无可行的箱式电源分组方案和切换逻辑，且当单个箱式电源发生热失控时，会影响正在运行的其它箱式电源，当热失控的箱式电源应急排风时，可能会损失1组或多组正在运行中的箱式电源，进而影响整体输出功率。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种实现船用箱式电源安全隔离的切换控制方法，预先于一船舶上配置多个阵列排布的电源组，每个所述电源组内包括多个箱式电源；则所述切换控制方法包括:步骤S1，针对每个所述电源组，根据预先配置的所述电源组中各所述箱式电源的一放电次序控制所述放电次序最靠前的所述箱式电源进行放电；步骤S2，在各所述电源组的所述箱式电源的放电过程中，判断是否存在至少一所述箱式电源发生热失控：若否，则转向步骤S3；若是，则转向步骤S4；步骤S3，判断是否存在至少一所述箱式电源上报故障报警信息：若是，则根据所述故障报警信息的类型对上报所述故障报警信息的所述箱式电源进行切换或对应的控制以消除所述故障报警信息，随后返回所述步骤S2；若否，则返回所述步骤S2；步骤S4，切断发生热失控的所述箱式电源及所述箱式电源一预设区域内的所有其它箱式电源，并启动所述箱式电源的应急排风风机以排出所述箱式电源内的可燃气体，随后返回所述步骤S2。
优选的，每个所述电源组中的各所述箱式电源具有相同的排列方式并基于所述排列方式具有相应的初始放电次序，执行所述步骤S1之前包括一放电次序配置过程，所述放电次序配置过程包括：步骤A1，判断是否存在至少一所述箱式电源的所述预设区域内设有其它电源组的箱式电源：若否，则将每个所述电源组中各所述箱式电源的一初始放电次序作为所述放电次序输出，随后退出；若是，则输出包含至少两个所述箱式电源的所述预设区域作为危险区域，转向步骤A2；步骤A2，针对所述危险区域中各所述箱式电源所属的电源组，对各所述电源组对应的所述初始放电次序进行重组以使得所述危险区域的各所述箱式电源具有不同的放电次序。
优选的，每个所述箱式电源上分别设有一应急排风口，所述预设区域为以所述应急排风口为球心、3米距离为球径形成的区域。
优选的，所述步骤A2包括：步骤A21，针对所述危险区域内的所属不同电源组的各所述箱式电源，将各所述箱式电源加入一序列集合中；步骤A22，针对所述序列集合内相邻的两个所述箱式电源，判断是否存在排序最靠前的所述箱式电源：若是，则转向步骤A23；若否，则转向步骤A24；步骤A23，保持排序最靠前的所述箱式电源的所述初始放电次序不变，对排序最靠前的所述箱式电源相邻的所述箱式电源对应的所述初始放电次序进行重组，并将重组后的所述初始放电次序作为相邻的所述箱式电源的所述放电次序，随后退出；步骤A24，根据排序较靠前的所述箱式电源的重组后的所述初始放电次序，对另一所述箱式电源的所述初始放电次序进行重组，并将重组后的所述初始放电次序作为另一所述箱式电源的所述放电次序。
优选的，所述步骤A21中还包括对所述危险区域内的各所述箱式电源分别配置一标识符；则所述步骤S4中，根据所述标识符切断所述箱式电源及所述箱式电源所述预设区域内的所有其它箱式电源。
优选的，所述步骤S3包括：步骤S31，判断是否存在至少一所述箱式电源上报故障报警信息：若是，则转向步骤S32；若否，则返回所述步骤S2；步骤S32，判断所述故障报警信息的类型是否表征降功率类型报警：若是，则转向步骤S33；若否，则转向步骤S34；步骤S33，获取所述船舶的一当前需求功率、上报所述故障报警信息的所述箱式电源的一第一数量、正在放电且未上报所述故障报警信息的各所述箱式电源的一第二数量和一可输出最大功率，根据所述当前需求功率、所述第一数量、所述第二数量和所述可输出最大功率处理得到一最大可降功率，根据所述最大可降功率控制上报所述故障报警信息的所述箱式电源降低功率，随后返回所述步骤S2；步骤S34，判断上报所述故障报警信息的所述箱式电源对应的所述电源组内是否存在可使用的其它箱式电源：若是，则切断上报所述故障报警信息的所述箱式电源，并控制所述箱式电源对应的所述放电次序内的下一个所述其它箱式电源进行放电，随后返回所述步骤S2；若否，则启动备用柴油发电机组或降低所述船舶的所述当前需求功率，随后对应切断上报所述故障报警信息的所述箱式电源并返回所述步骤S2。
优选的，通过以下计算公式处理得到所述最大可降功率：
Figure 344034DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 773878DEST_PATH_IMAGE002
表示所述最大可降功率；
Figure 327088DEST_PATH_IMAGE003
表示所述当前需求功率；
Figure 602212DEST_PATH_IMAGE004
表示每个所述箱式电源的所述可输出最大功率；
Figure 245683DEST_PATH_IMAGE005
表示所述第一数量；
Figure 580849DEST_PATH_IMAGE006
表示所述第二数量。
优选的，启动所述备用柴油发电机组之后还包括一模式自检过程，所述模式自检过程包括：步骤B1，判断是否存在至少一所述电源组未运行所述箱式电源：若是，则转向步骤B2；若否，则返回所述步骤S2；步骤B2，判断所述电源组内是否存在可使用的所述箱式电源：若是，则转向步骤B3；若否，则返回所述步骤S2；步骤B3，根据所述电源组对应的所述放电次序控制对应的所述箱式电源放电，并根据运行中的各所述箱式电源对应的所述可输出最大功率统计得到一最大输出功率；步骤B4，判断所述最大输出功率是否大于所述当前需求功率：若是，则控制关闭所述备用柴油发电机组，随后返回所述步骤S2；若否，则返回所述步骤B1。
优选的，所述步骤S1中，控制所述放电次序最靠前的所述箱式电源进行放电之后还包括一电量检测过程，所述电量检测过程包括：步骤C1，持续获取所述箱式电源的一剩余电量并判断所述剩余电量是否大于一预设阈值：若是，则转向所述步骤S2；若否，则转向步骤C2；步骤C2，切断所述箱式电源，并控制所述箱式电源对应的所述放电次序内的下一个所述箱式电源进行放电，随后转向所述步骤C1。
本发明还提供一种实现船用箱式电源安全隔离的切换控制系统，应用于上述切换控制方法，包括：一第一控制模块，连接各所述电源组，用于针对每个所述电源组，根据预先配置的所述电源组中各所述箱式电源的一放电次序控制所述放电次序最靠前的所述箱式电源进行放电；一电源监控模块，连接各所述电源组，用于在各所述电源组的所述箱式电源的放电过程中持续监控各所述箱式电源，并在其中至少一所述箱式电源发生热失控时输出一控制信号；一第二控制模块，连接各所述电源组，用于在其中至少一所述箱式电源上报故障报警信息时，根据所述故障报警信息的类型对上报所述故障报警信息的所述箱式电源进行切换或对应的控制以消除所述故障报警信息；一第三控制模块，连接所述电源监控模块，用于根据所述控制信号切断发生热失控的所述箱式电源及所述箱式电源所述预设区域内的所有其它箱式电源，并启动所述箱式电源的应急排风风机以排出所述箱式电源内的可燃气体。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：本发明对箱式电源分成多个电源组并配置每个电源组内各箱式电源的放电次序，同时设计箱式电源发生热失控时危险区域内其它箱式电源的切换逻辑以及箱式电源发生故障时的切换逻辑，保证正常情况下、非热失控故障情况下和热失控故障情况下箱式电源均能安全切换，保障箱式电源输出功率的同时又具备高安全性。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中，本方法的步骤流程图；
图2为本发明的较佳的实施例中，船舶上电源组的俯视图；
图3为本发明的较佳的实施例中，船舶上电源组的截面图；
图4为本发明的较佳的实施例中，放电次序配置过程的步骤流程图；
图5为本发明的较佳的实施例中，步骤A2的具体流程图；
图6为本发明的较佳的实施例中，步骤S3的具体流程图；
图7为本发明的较佳的实施例中，模式自检过程的具体流程图；
图8为本发明的较佳的实施例中，电量检测过程的具体流程图；
图9为本发明的较佳的实施例中，本系统的结构原理图；
图10为本发明的较佳的实施例中，实施例一中电源组A-F的放电次序；
图11为本发明的较佳的实施例中，实施例二中电源组A-F的放电次序。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种实现船用箱式电源安全隔离的切换控制方法，预先于一船舶上配置多个阵列排布的电源组2，每个电源组2内包括多个箱式电源4；则切换控制方法如图1所示，包括：步骤S1，针对每个电源组2，根据预先配置的电源组2中各箱式电源4的一放电次序控制放电次序最靠前的箱式电源4进行放电；步骤S2，在各电源组2的箱式电源4的放电过程中，判断是否存在至少一箱式电源4发生热失控：若否，则转向步骤S3；若是，则转向步骤S4；步骤S3，判断是否存在至少一箱式电源4上报故障报警信息：若是，则根据故障报警信息的类型对上报故障报警信息的箱式电源4进行切换或对应的控制以消除故障报警信息，随后返回步骤S2；若否，则返回步骤S2；步骤S4，切断发生热失控的箱式电源4及箱式电源4一预设区域内的所有其它箱式电源4，并启动箱式电源4的应急排风风机以排出箱式电源4内的可燃气体，随后返回步骤S2。
具体地，本实施例中，船舶具有一定的当前需求功率，在实际情况中，可以根据船舶上配置的箱式电源4的总数量及船舶的最大需求功率，将箱式电源4平均分配为N组电源组2，每组电源组2包括M个箱式电源4，每组电源组2同时只投入1个箱式电源4即可保证N个箱式电源4的输出功率满足船舶的最大需求功率。
优选的，为便于船员后期管理使用，每组电源组2内的所有箱式电源4应尽量集中布置，均按照统一纵向布置或者均按照统一横向布置。
具体地，本实施例中，考虑到箱式电源4存在非热失控故障和热失控两种情况，因此通过步骤S2和步骤S3进行分级判断，先通过步骤S2判断是否发生热失控，再通过步骤S3判断是否有箱式电源4上报非热失控故障的故障报警信息，然后分别对箱式电源4进行切换或对应的控制，该过程中可能只需要降低箱式电源4的输出功率即可。
优选的，由于本实施例中的故障报警信息为非热失控故障的情况，因此可以先通过S2判断箱式电源4是否发生热失控，然后再通过S3判断故障报警信息的类型，若是故障报警信息和热失控表示独立的两种情况，则步骤S2和步骤S3可以进行前后替换。
具体地，本实施例中，在实际操作时，可以分别给每组电源组2内的每个箱式电源4赋予1个数字标识，通过数字标识来排列每个箱式电源4的放电次序，例如当箱式电源4的数字标识为1时表示该箱式电源4第1个放电，当箱式电源4的数字标识为M时表示该箱式电源4第M个放电，每组电源组2的放电次序为“1-2-……-M”，每次切换时，根据放电次序将每组电源组2内对应的箱式电源4投入运行。
优选的，当热失控过程结束后，由船员在预先配置的可视化界面上手动将热失控的箱式电源4涉及的需要断电的其它箱式电源4的状态由“不可用状态”修改为“可用状态”，此时上述“可用状态”的箱式电源4可投入电网使用，切换顺序为各自所在电源组2的放电次序的最后一位，如组X原放电次序为“1-2-3-……-M”，假设切换次序为3的箱式电源4受其它电源组2热失控箱式电源4影响被更改为“不可用状态”，恢复“可用状态”后，组X的放电次序变为“1-2-4-……-M-3”。
优选的，如果箱式电源4没有发生热失控，则放电次序不发生改变，如果发生热失控，放电顺序可能会发生改变，因某个箱式电源4热失控导致的其它箱式电源4不可用时，其它箱式电源4会变更为不可用状态，在热失控结束后，由船员手动将上述不可用状态的箱式电源4变更为可用状态，并自动将可用状态的箱式电源4的数字标识变更至对应电源组2的放电次序的最后1位。
本发明的较佳的实施例中，如图2、3所示，每个电源组2中的各箱式电源4具有相同的排列方式并基于排列方式具有相同的初始放电次序，执行步骤S1之前包括一放电次序配置过程，放电次序配置过程如图4所示，包括：步骤A1，判断是否存在至少一箱式电源4的预设区域内设有其它电源组2的箱式电源4：若否，则将每个电源组2中各箱式电源4的初始放电次序作为放电次序输出，随后退出；若是，则输出包含至少两个箱式电源4的预设区域作为危险区域，转向步骤A2；步骤A2，针对危险区域中各箱式电源4所属的电源组2，对各电源组2对应的初始放电次序进行重组以使得危险区域的各箱式电源4具有不同的放电次序。
具体地，本实施例中，每组电源组2内箱式电源4的放电次序需分2种情况考虑，其中一种情况为箱式电源4预设区域内不存在其它箱式电源4，此时为正常情况下的箱式电源4安全切换控制，不需要考虑单个箱式电源4热失控对其它箱式电源4的影响，每组电源组2的初始放电次序直接作为放电次序，只需控制每组电源组2按照放电次序控制组内的一个箱式电源4放电即可。
优选的，另一种情况为箱式电源4预设区域内存在其它箱式电源4，需要考虑单个箱式电源4热失控对其他箱式电源4的影响，此时需要对预设区域内的其它电源组2的箱式电源4重新设置放电次序，以保证单个箱式电源4热失控时，不影响另外（N-1）个正在运行的箱式电源4。
具体地，本实施例中，对于预设区域内存在其它电源组2的箱式电源4的单个箱式电源4来说，获取该箱式电源4上应急排风口与箱式电源4外轮廓之间的相对距离，以及该箱式电源4与其它电源组2内的箱式电源4之间的横向距离及竖向距离，根据相对距离、横向距离和竖向距离处理得到该箱式电源4上的应急排风口与其它电源组2内的各箱式电源4之间的最近距离，将最近距离小于3米的其它电源组2内的箱式电源4配置不同的数字标识作为重组后数字标识，然后统计各重组后数字标识得到重组后的初始放电次序，并将重组后的初始放电次序作为其它电源组2的放电次序。
本发明的较佳的实施例中，每个箱式电源4上分别设有一应急排风口，预设区域为以应急排风口为球心、3米距离为球径形成的区域。
具体地，本实施例中，为了保障箱式电源4的安全性，将箱式电源4上应急排风口周围3米范围内作为预设区域，预设区域内的电气设备需采用防爆型，或者采取在箱式电源4发生热失控时将预设区域内所有箱式电源4断电的操作，如果相邻的箱式电源4间隔小于3米，需要在发生热失控的箱式电源4的应急排风机启动时，同时切断预设区域内所有其它箱式电源4的供电，确保其它箱式电源4的安全。
本发明的较佳的实施例中，如图5所示，步骤A2包括：步骤A21，针对危险区域内的所属不同电源组2的各箱式电源4，将各箱式电源4加入一序列集合中；步骤A22，针对序列集合内相邻的两个箱式电源4，判断是否存在排序最靠前的箱式电源4：若是，则转向步骤A23；若否，则转向步骤A24；步骤A23，保持排序最靠前的箱式电源4的初始放电次序不变，对排序最靠前的箱式电源4相邻的箱式电源4对应的初始放电次序进行重组，并将重组后的初始放电次序作为相邻的箱式电源4的放电次序，随后退出；步骤A24，根据排序较靠前的箱式电源4的重组后的初始放电次序，对另一箱式电源4的初始放电次序进行重组，并将重组后的初始放电次序作为另一箱式电源4的放电次序。
具体地，本实施例中，将危险区域内的所属不同电源组2的各箱式电源4加入到一序列集合中，保持排序最靠前的箱式电源4的初始放电次序不变，对第二个箱式电源4的初始放电次序进行重组，然后保持第二个箱式电源4的重组后的放电次序不变，对第三个箱式电源4的初始放电次序进行重组，以此类推直至序列集合内除排序最靠前的箱式电源4外的所有箱式电源4均完成初始放电次序的重组。
本发明的较佳的实施例中，步骤A21中还包括对危险区域内的各箱式电源4分别配置一标识符；则步骤S4中，根据标识符切断箱式电源4及箱式电源4预设区域内的所有其它箱式电源4。
本发明的较佳的实施例中，如图6所示，步骤S3包括：步骤S31，判断是否存在至少一箱式电源4上报故障报警信息：若是，则转向步骤S32；若否，则返回步骤S2；步骤S32，判断故障报警信息的类型是否表征降功率类型报警：若是，则转向步骤S33；若否，则转向步骤S34；步骤S33，获取船舶的一当前需求功率、上报故障报警信息的箱式电源4的一第一数量、放电中的各箱式电源4的一第二数量和一可输出最大功率，根据当前需求功率、第一数量、第二数量和可输出最大功率处理得到一最大可降功率，根据最大可降功率控制上报故障报警信息的箱式电源4降低功率，随后返回步骤S2；步骤S34，判断上报故障报警信息的箱式电源4对应的电源组2内是否存在可使用的箱式电源4：若是，则切断上报故障报警信息的箱式电源4，并控制箱式电源4对应的放电次序内的下一个箱式电源4进行放电，随后返回步骤S2；若否，则启动备用柴油发电机组或降低船舶的当前需求功率，随后对应切断上报故障报警信息的箱式电源4并返回步骤S2。
具体地，本实施例中，在步骤S34中判断上报故障报警信息的箱式电源4对应的电源组2内不存在可使用的箱式电源4后，首先判断船舶的当前需求功率是否小于等于未上报故障报警信息的所有箱式电源的可输出最大功率，若小于等于，则不需要启动备用柴油发电机组或降低船舶当前需求功率，若大于，才会启动备用柴油发电机组或降低船舶当前需求功率。
具体地，本实施例中，考虑到故障报警信息一般分为降功率类型报警和停机类型报警，因此只需要通过步骤S32即可判断得到故障报警信息的类型是降功率类型报警还是停机类型报警。
优选的，针对降功率类型报警，首先基于目前船舶的当前需求功率和所有正常运行的箱式电源4的可输出最大功率，计算最大可降功率，根据降功率类型报警涉及的箱式电源4的第一数量，平均分配上述计算的最大可降功率，依次限制所有降功率类型报警涉及的箱式电源4的实时输出功率。
优选的，针对停机类型报警，首先依次判断每个停机类型报警的箱式电源4所在的电源组2是否还有可使用的箱式电源4，如果存在可使用的箱式电源4，手动/自动切除停机类型报警的该箱式电源4，并手动/自动投入该电源组2放电次序中可使用的下一个箱式电源4，如果不存在可使用的箱式电源4，跳过该箱式电源4，暂时保持在网运行，并将该箱式电源4记录于集合A中，待所有停机类型报警判断完成后，手动/自动启动备用柴油发电机组或降低船舶的当前需求功率，然后依次切除集合A中的所有箱式电源4。
优选的，可以根据箱式电源4加入集合A的时间先后依次切断集合A中的箱式电源4。
本发明的较佳的实施例中，通过以下计算公式处理得到最大可降功率：
Figure 185137DEST_PATH_IMAGE007
其中，
Figure 263952DEST_PATH_IMAGE008
表示最大可降功率；
Figure 824246DEST_PATH_IMAGE009
表示当前需求功率；
Figure 595893DEST_PATH_IMAGE010
表示每个箱式电源4的可输出最大功率；
Figure 546531DEST_PATH_IMAGE011
表示第一数量；
Figure 740621DEST_PATH_IMAGE012
表示第二数量。
具体地，本实施例中，例如每个箱式电源4的可输出最大功率为400kW，共有6个箱式电源4同时放电，则6个箱式电源4最大可输出2400kW,此时船舶的当前需求功率为2100kW，则每个箱式电源4各自输出350kW即可满足，如果某个箱式电源4发生降功率类型报警，剩下5个箱式电源4最大可输出2000kW，报警的箱式电源4的输出功率最大可降至100kW，如果有2个箱式电源4发生降功率类型报警，剩下4个箱式电源4最大可输出1600kW,2个报警的箱式电源4输出功率最大可降至500kW，每个报警的箱式电源4输出功率最大可降至250kW，以此类推。
优选的，如果每个箱式电源4的可输出最大功率为400kW，共6个箱式电源4同时放电，则6个箱式电源4最大可输出2400kW,此时船舶的当前需求功率为1500kW，每个箱式电源4各自输出250kW，如果某个箱式电源4发生降功率类型报警，由于剩下5个箱式电源4最高可输出2000kW，大于此时的需求功率，报警的箱式电源4输出功率最大可降至0，但是为保证充分利用该箱式电源4的能量，最大可下降至原输出功率的50%即125kW，也可定义下降系数为60%或其他值。
本发明的较佳的实施例中，启动备用柴油发电机组之后还包括一模式自检过程，模式自检过程如图7所示，包括：步骤B1，判断是否存在至少一电源组2未运行箱式电源4：若是，则转向步骤B2；若否，则返回步骤S2；步骤B2，判断电源组2内是否存在可使用的箱式电源4：若是，则转向步骤B3；若否，则返回步骤S2；步骤B3，根据电源组2对应的放电次序控制对应的箱式电源4放电，并根据运行中的各箱式电源4对应的可输出最大功率统计得到一最大输出功率；步骤B4，判断最大输出功率是否大于当前需求功率：若是，则控制关闭备用柴油发电机组，随后返回步骤S2；若否，则返回步骤B1。
本发明的较佳的实施例中，步骤S1中，控制放电次序最靠前的箱式电源4进行放电之后还包括一电量检测过程，电量检测过程如图8所示，包括：步骤C1，持续获取箱式电源4的一剩余电量并判断剩余电量是否大于一预设阈值：若是，则转向步骤S2；若否，则转向步骤C2；步骤C2，切断箱式电源4，并控制箱式电源4对应的放电次序内的下一个箱式电源4进行放电，随后转向步骤C1。
具体地，本实施例中，根据箱式电源4的剩余电量进行常规的箱式电源4切换，当检测到运行中的箱式电源4的剩余电量不大于预设阈值时，首先判断箱式电源4所在电源组2内是否还有可用的箱式电源4，如果有则进行切换，如果没有则判断船舶的当前需求功率是否小于等于可投入的所有箱式电源4的可输出最大功率，若小于等于，则在投入其余箱式电源4后，不需要启动备用柴油发电机组或降低船舶的当前需求功率，若大于，则在投入其余箱式电源4后，启动备用柴油发电机组或降低船舶的当前需求功率。
本发明的较佳的实施例中，还提供一种实现船用箱式电源安全隔离的切换控制系统，应用于上述切换控制方法，如图9所示，包括：一第一控制模块1，连接各电源组2，用于针对每个电源组2，根据预先配置的电源组2中各箱式电源4的一放电次序控制放电次序最靠前的箱式电源4进行放电；一电源监控模块3，连接各电源组2，用于在各电源组2的箱式电源4的放电过程中持续监控各箱式电源4，并在其中至少一箱式电源4发生热失控时输出一控制信号；一第二控制模块5，连接各电源组2，用于在其中至少一箱式电源4上报故障报警信息时，根据故障报警信息的类型对上报故障报警信息的箱式电源4进行切换或相应的控制以消除故障报警信息；一第三控制模块6，连接电源监控模块3，用于根据控制信号切断发生热失控的箱式电源4及箱式电源4预设区域内的所有其它箱式电源4，并启动箱式电源4的应急排风风机以排出箱式电源4内的可燃气体。
实施例一：
假设某船舶共配置36个箱式电源4，每个箱式电源4的最大持续输出功率400kW,全船功率需求约2100kW，则36个箱式电源4按照图2、3所示进行布置，共分3层布置，每层12个。
根据上述分组策略，全船功率需求约2100kW,至少需要6个箱式电源4投入运行，因此将每6个箱式电源4分为1组，如图2所示共6组（分别为组A、组B、组C、组D、组E、组F），为便于船员后期管理使用，每组箱式电源4尽量集中布置，均按照纵向布置或者均按照横向布置，一种可行的放电次序如图10所示，图10中的每个方块表示1个箱式电源4。
根据图10所示的分组，由于箱式电源4的应急排风口统一朝向艉部（即图2的左侧），因此组A和组D内的箱式电源4发生热失控后，不会影响另外4组箱式电源4，但是另外4组内任一箱式电源4发生热失控，将会影响周围的箱式电源4，按照单个箱式电源4热失控时，不影响另外5个正在运行的箱式电源4的原则，设计每组6个箱式电源4的放电次序，保障任一时刻同时运行的6个箱式电源4距离其他5个运行中的箱式电源4应急排风口均超过3m。
在具体操作时，首先设定组C的放电次序，如图10所示，每个方块表示1个箱式电源4，方块内部的数字表示放电次序，如“1”表示第一个放电，箱式电源4采用标准20英尺高箱，尺寸为6058*2896*2438mm（长x宽x高），根据图2、3所示的箱式电源4横向距离和竖向距离，设计组B内6个箱式电源4的放电次序，保证组B内每个箱式电源4距离组C相同放电次序箱式电源4应急排风口超过3m，则组B的放电次序如图10所示，在按照上述设计方法，基于组B放电次序，设计组A放电次序，由于组A~C和组D~F对称，组A~C内箱式电源4放电次序可与组D~F相同，最终可得组A~组F内箱式电源4的放电次序，如图10所示。
实施例二：
组D~F的放电次序也可不与组A~C相同，按照组A~C的放电次序设计方法，首先确定组C和组F内的放电次序，其次基于组C的放电次序，设计组B内6个箱式电源4的放电次序，保证组B内每个箱式电源4距离组C相同放电次序箱式电源4应急排风口超过3m，并基于组F的放电次序，设计组E内6个箱式电源4的放电次序，保证组E内每个箱式电源4距离组F和组C相同放电次序箱式电源4应急排风口超过3m，然后基于组E的放电次序，设计组D内6个箱式电源4的放电次序，保证组D内每个箱式电源4距离组E和组B相同放电次序箱式电源4应急排风口超过3m，并基于组B的放电次序，设计组A内6个箱式电源4的放电次序，保证组A内每个箱式电源4距离组B相同放电次序箱式电源4应急排风口超过3m,另一种可行的组A~组F内箱式电源的放电次序，如图11所示，图11中的每个方块表示1个箱式电源4。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种实现船用箱式电源安全隔离的切换控制方法，其特征在于，预先于一船舶上配置多个阵列排布的电源组，每个所述电源组内包括多个箱式电源；则所述切换控制方法包括：步骤S1，针对每个所述电源组，根据预先配置的所述电源组中各所述箱式电源的一放电次序控制所述放电次序最靠前的所述箱式电源进行放电；步骤S2，在各所述电源组的所述箱式电源的放电过程中，判断是否存在至少一所述箱式电源发生热失控：若否，则转向步骤S3；若是，则转向步骤S4；步骤S3，判断是否存在至少一所述箱式电源上报故障报警信息：若是，则根据所述故障报警信息的类型对上报所述故障报警信息的所述箱式电源进行切换或对应的控制以消除所述故障报警信息，随后返回所述步骤S2；若否，则返回所述步骤S2；步骤S4，切断发生热失控的所述箱式电源及所述箱式电源一预设区域内的所有其它箱式电源，并启动所述箱式电源的应急排风风机以排出所述箱式电源内的可燃气体，随后返回所述步骤S2。
2.根据权利要求1所述的切换控制方法，其特征在于，每个所述电源组中的各所述箱式电源具有相同的排列方式并基于所述排列方式具有相应的初始放电次序，执行所述步骤S1之前包括一放电次序配置过程，所述放电次序配置过程包括：步骤A1，判断是否存在至少一所述箱式电源的所述预设区域内设有其它电源组的箱式电源：若否，则将每个所述电源组中各所述箱式电源的所述初始放电次序作为所述放电次序输出，随后退出；若是，则输出包含至少两个所述箱式电源的所述预设区域作为危险区域，随后转向步骤A2；步骤A2，针对所述危险区域中各所述箱式电源所属的电源组，对各所述电源组对应的所述初始放电次序进行重组以使得所述危险区域的各所述箱式电源具有不同的放电次序。
3.根据权利要求2所述的切换控制方法，其特征在于，每个所述箱式电源上分别设有一应急排风口，所述预设区域为以所述应急排风口为球心、3米距离为球径形成的区域。
4.根据权利要求2所述的切换控制方法，其特征在于，所述步骤A2包括：步骤A21，针对所述危险区域内的所属不同电源组的各所述箱式电源，将各所述箱式电源加入一序列集合中；步骤A22，针对所述序列集合内相邻的两个所述箱式电源，判断是否存在排序最靠前的所述箱式电源：若是，则转向步骤A23；若否，则转向步骤A24；步骤A23，保持排序最靠前的所述箱式电源的所述初始放电次序不变，对排序最靠前的所述箱式电源相邻的所述箱式电源对应的所述初始放电次序进行重组，并将重组后的所述初始放电次序作为相邻的所述箱式电源的所述放电次序，随后退出；步骤A24，根据排序较靠前的所述箱式电源的重组后的所述初始放电次序，对另一所述箱式电源的所述初始放电次序进行重组，并将重组后的所述初始放电次序作为另一所述箱式电源的所述放电次序。
5.根据权利要求4所述的切换控制方法，其特征在于，所述步骤A21中还包括对所述危险区域内的各所述箱式电源分别配置一标识符；则所述步骤S4中，根据所述标识符切断所述箱式电源及所述箱式电源所述预设区域内的所有其它箱式电源。
6.根据权利要求1所述的切换控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：步骤S31，判断是否存在至少一所述箱式电源上报故障报警信息：若是，则转向步骤S32；若否，则返回所述步骤S2；步骤S32，判断所述故障报警信息的类型是否表征降功率类型报警：若是，则转向步骤S33；若否，则转向步骤S34；步骤S33，获取所述船舶的一当前需求功率、上报所述故障报警信息的所述箱式电源的一第一数量、正在放电且未上报所述故障报警信息的各所述箱式电源的一第二数量和一可输出最大功率，根据所述当前需求功率、所述第一数量、所述第二数量和所述可输出最大功率处理得到一最大可降功率，根据所述最大可降功率控制上报所述故障报警信息的所述箱式电源降低功率，随后返回所述步骤S2；步骤S34，判断上报所述故障报警信息的所述箱式电源对应的所述电源组内是否存在可使用的其它箱式电源：若是，则切断上报所述故障报警信息的所述箱式电源，并控制所述箱式电源对应的所述放电次序内的下一个所述其它箱式电源进行放电，随后返回所述步骤S2；若否，则启动备用柴油发电机组或降低所述船舶的所述当前需求功率，随后对应切断上报所述故障报警信息的所述箱式电源并返回所述步骤S2。
7.根据权利要求6所述的切换控制方法，其特征在于，通过以下计算公式处理得到所述最大可降功率：
Figure 432597DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 444546DEST_PATH_IMAGE002
表示所述最大可降功率；
Figure 113425DEST_PATH_IMAGE003
表示所述当前需求功率；
Figure 106789DEST_PATH_IMAGE004
表示每个所述箱式电源的所述可输出最大功率；
Figure 861118DEST_PATH_IMAGE005
表示所述第一数量；
Figure 660447DEST_PATH_IMAGE006
表示所述第二数量。
8.根据权利要求6所述的切换控制方法，其特征在于，启动所述备用柴油发电机组之后还包括一模式自检过程，所述模式自检过程包括：步骤B1，判断是否存在至少一所述电源组未运行所述箱式电源：若是，则转向步骤B2；若否，则返回所述步骤S2；步骤B2，判断所述电源组内是否存在可使用的所述箱式电源：若是，则转向步骤B3；若否，则返回所述步骤S2；步骤B3，根据所述电源组对应的所述放电次序控制对应的所述箱式电源放电，并根据运行中的各所述箱式电源对应的所述可输出最大功率统计得到一最大输出功率；步骤B4，判断所述最大输出功率是否大于所述当前需求功率：若是，则控制关闭所述备用柴油发电机组，随后返回所述步骤S2；若否，则返回所述步骤B1。
9.根据权利要求1所述的切换控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，控制所述放电次序最靠前的所述箱式电源进行放电之后还包括一电量检测过程，所述电量检测过程包括：步骤C1，持续获取所述箱式电源的一剩余电量并判断所述剩余电量是否大于一预设阈值：若是，则转向所述步骤S2；若否，则转向步骤C2；步骤C2，切断所述箱式电源，并控制所述箱式电源对应的所述放电次序内的下一个所述箱式电源进行放电，随后转向所述步骤C1。
10.一种实现船用箱式电源安全隔离的切换控制系统，其特征在于，应用于如权利要求1-9中任意一项所述的切换控制方法，包括：一第一控制模块，连接各所述电源组，用于针对每个所述电源组，根据预先配置的所述电源组中各所述箱式电源的一放电次序控制所述放电次序最靠前的所述箱式电源进行放电；一电源监控模块，连接各所述电源组，用于在各所述电源组的所述箱式电源的放电过程中持续监控各所述箱式电源，并在其中至少一所述箱式电源发生热失控时输出一控制信号；一第二控制模块，连接各所述电源组，用于在其中至少一所述箱式电源上报故障报警信息时，根据所述故障报警信息的类型对上报所述故障报警信息的所述箱式电源进行切换或对应的控制以消除所述故障报警信息；一第三控制模块，连接所述电源监控模块，用于根据所述控制信号切断发生热失控的所述箱式电源及所述箱式电源所述预设区域内的所有其它箱式电源，并启动所述箱式电源的应急排风风机以排出所述箱式电源内的可燃气体。
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