CN117262138A - 一种海上光伏充电装置及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海上光伏充电装置及控制系统，包括发电单元、主浮体、辅助浮体、储能单元、充电单元，所述发电单元包括光伏发电装置，所述光伏发电装置设置于主浮体上，可将光能转化为电能，所述主浮体上通过转动支架安装有多个环形分布的辅助浮体，通过控制电机的转动实现对转动机构的偏转控制，从而实现对充电端口初始朝向角度控制，所述辅助浮体上设置有充电单元，所述充电单元包括位姿调节装置、充电装置，位姿调节装置通过控制电机转动实现充电端口角度偏转，使充电端口相对充电枪具有一定角度调节能力。本发明涉及一种海上光伏充电装置及控制系统，具有在海上为电动船舶提供新能源动力的特点。

Description

一种海上光伏充电装置及控制系统
技术领域
本发明属于光伏充电装置技术领域，具体为一种海上光伏充电装置及控制系统。
背景技术
随着时代的进步，船舶行业的发展也相当迅速，而对于目前的船舶来说还是存在很大的一部分问题，就不如传统的船舶大部分是通过汽油或柴油燃烧当做动力来使船舶前进，而汽油或柴油燃烧会产生大量的污染气体，导致环境受到污染的问题，此时新能源船舶就应运而生。但是新能源船舶在使用时存在航行距离限制和续航焦虑的问题。船舶可以在远离陆地的海上通过海上充电装置进行电力补充，减少航行距离限制和里程焦虑，提高航行的灵活性和可靠性。因此，需要设计一种海上光伏充电装置及控制系统。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种海上光伏充电装置及控制系统，解决了上述背景技术中提到的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
一种海上光伏充电装置，包括发电单元、主浮体、辅助浮体、储能单元、充电单元，所述发电单元包括光伏发电装置，所述光伏发电装置设置于主浮体上，可将光能转化为电能，所述主浮体上通过转动支架安装有多个环形分布的辅助浮体，通过控制电机的转动实现对转动机构的偏转控制，从而实现对充电端口初始朝向角度控制，所述辅助浮体上设置有充电单元，所述充电单元包括位姿调节装置、充电装置，位姿调节装置通过控制电机转动实现充电端口角度偏转，使充电端口相对充电枪具有一定角度调节能力。
作为优选，所述充电装置包括充电端口、充电枪，所述充电端口设置于位姿调节装置上，所述充电端口呈喇叭状开口设计，通过喇叭状开口设计可实现充电枪快速插拔，所述充电端口的内部设置有第一压力传感器，充电时，第一压力传感器将充电枪对充电端口内壁的压力实时传送给处理单元，处理单元通过对采集的压力数据进行处理分析，从而对控制单元发送控制指令，以此实现对位姿调节装置上的充电端口的精准调控，充电时，若检测到充电端口内壁压力过大，将停止充电作业并弹出充电枪，所述充电端口的内部设置有缓冲装置，所述缓冲装置包括缓冲底板和缓冲弹簧机构，所述缓冲弹簧机构一端与充电端口内壁固定连接，所述缓冲弹簧机构另一端与缓冲底板固定连接，所述缓冲底板滑动连接于充电端口内部，缓冲装置用于防止充电枪插入充电端口时对充电端口内部的充电接口造成损坏，所述充电枪包括充电枪主体和电缆，充电枪主体包括充电接口、永磁铁和密封圈，所述充电接口设置于充电枪主体前端，所述永磁铁呈环形分布设置于充电枪主体前端，所述密封圈固定套接于充电枪主体外侧，当充电枪插入充电端口进行充电时，密封圈将与充电端口内壁紧密贴合，从而防止充电时充电端口内部因进水而引发短路，造成设备损坏，所述充电枪主体通过尾部的电缆与船舶连接，所述缓冲底板上设置有充电接口、电磁铁装置和第二压力传感器，所述缓冲底板上的充电接口与充电枪主体前端的充电接口相匹配，用于船舶充电作业，所述电磁铁装置呈环形分布设置于缓冲底板上，通过控制电磁铁装置磁力大小和磁极方向实现充电枪与充电端口的开合，所述第二压力传感器呈环形分设置于缓冲底板上，第二压力传感器用于采集充电枪与缓冲底板之间的压力大小，并将采集到的数据传送给处理单元。
作为优选，所述位姿调节装置包括夹持装置、第一电机、第二电机、弧形杆、旋转轴、立柱、第一立柱、边缘护板、安装板，所述辅助浮体上固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有弧形杆，所述辅助浮体上固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有旋转轴，所述旋转轴上转动连接有立柱，所述立柱顶部滑动贯穿弧形杆中部开设的弧形槽且与夹持装置底部固定连接，所述夹持装置上安装有充电端口，所述旋转轴的外侧转动套接有第一立柱，所述第一立柱与辅助浮体固定连接，所述夹持装置包括边缘护板和安装板，所述安装板设置于边缘护板上。
一种海上充电装置的控制系统，包括处理单元、控制单元、充电装置、储能单元，所述处理单元、控制单元、充电装置、储能单元均设置于主浮体内，所述处理单元与控制单元连接，所述控制单元与充电装置连接，所述控制单元与储能单元连接。
作为优选，所述储能单元包括蓄电池和超级电容，所述蓄电池与超级电容并联连接，所述蓄电池的外侧设置有温度传感器。由于太阳能发电受自然因素影响，导致发电功率波动较大且间歇性明显，通过将蓄电池与超级电容并联连接，利用超级电容的高充放电效率和快速响应特性来应对短期功率波动问题。当发电功率突然增大或减小时，超级电容可以迅速吸收或释放电能，以维持电力系统的平衡。而对于较长时间的能量需求，蓄电池则可以提供持续的电能供应。同时，通过在储能单元中引入超级电容，可以将蓄电池从高频次、高功率的充放电循环中解放出来，让超级电容承担瞬时高功率需求和频繁充放电任务，而蓄电池则用于更稳定的、低频次的储能任务，减少了蓄电池在储能过程中的充放电频率，从而延长了蓄电池的使用寿命，降低运营和维护成本。温度传感器可以监测蓄电池的温度，从而帮助控制充放电过程，以防止过热现象，进一步保护蓄电池的寿命。
一种海上充电装置的控制系统的使用方法，具体步骤包括：
步骤一：获取当前运行参数，如船舶剩余电量，发电单元发电功率，储能单元剩余电量，蓄电池表面实时温度；
步骤二：控制系统根据当前运行参数，调整船舶充电功率；
步骤三：若发电单元发电功率大于船舶充电功率，控制系统以船舶最大充电功率对其进行充电；若发电功率等于船舶充电功率，充电控制系统以发电单元发电功率波动平均值对其进行充电；若发电功率小于船舶充电功率，处理单元向储能单元发送放电指令，超级电容将首先进行电能释放，直至其电能完全释放后，蓄电池进行电能释放；
步骤四：控制系统检测到船舶为满电状态，停止为船舶充电；控制系统检测储能单元剩余电量，若储能单元为非满电状态，则为其进行充电。
优选地，所述步骤三中，蓄电池进行放电时，控制系统实时获取传感器采集的温度数据，若蓄电池的温度低于预设温度阈值，蓄电池正常放电；若蓄电池温度高于预设温度阈值，蓄电池停止放电，待温度下降至预设温度阈值以下，蓄电池将恢复正常放电；当蓄电池剩余电量小于预设剩余电量下限阈值时，此蓄电池停止释放电能。
优选地，所述步骤四中，控制系统将储能单元的剩余电量由小到大进行排序，并根据排列次序对储能单元进行充电，储能单元同时充电数量与发电单元的发电功率相匹配，且储能单元的充电功率根据温度传感器采集的实时温度进行调整。
优选地，所述储能单元充电具体步骤包括：
(1)、控制系统检测储能单元剩余电量、蓄电池外部温度数据；
(2)、将储能单元按剩余电量从小到大排序，并根据排序次序对储能单元进行充电，控制系统根据发电单元发电功率和储能单元温度数据为储能单元8进行充电功率分配，优先为超级电容充电，然后为蓄电池充电；
(3)、充电时，若实时温度数据小于预设温度阈值，则采取适合充电功率对储能单元进行充电；若实时温度数据大于预设温度阈值，则停止对当前储能单元进行充电，将充电功率分配给其他储能单元进行充电；
(4)、蓄电池的充电时长采取分段式充电方式进行计算，初次充电时，按其满电状态的95％计算充电时长，充电结束后，系统重新检测蓄电池剩余电量，后续的充电时长计算将以满电状态为基准，重新计算充电时长；
(5)、蓄电池充电结束后，控制系统重新检测蓄电池剩余电量，当蓄电池剩余电量达到预设阈值时，系统将其视为满电状态，并停止对此蓄电池进行充电。
本发明的有益效果是：本发明涉及一种海上光伏充电装置及控制系统，具有在海上为电动船舶提供新能源动力的特点，在具体的使用中本海上光伏充电装置及控制系统具有以下有益效果：
通过提供一种海上充电装置为新能源船舶进行离岸充电，解决新能源船舶的续航焦虑，增加船舶的活动距离，为新能源船舶发展提供完善设备保障；提出一种海上充电管理监控系统，将海上风光发电平台产生的电能通过充电装置为新能源船舶进行充电，通过实时检测、监测发电平台和充电装置的实时数据，进行充电系统实时调控，实现船舶充电方案最优规划。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的整体结构立体图；
图2为本发明图1的收缩结构图；
图3为本发明图2的正视图；
图4为本发明图3的局部结构剖视图；
图5为本发明图1的辅助浮体放大图；
图6为本发明图5的正视图；
图7为本发明图1的充电装置结构示意图；
图8为本发明图7的局部结构放大图；
图9为本发明图7的充电端口右视图；
图10为本发明图1的夹持装置立体图；
图11为本发明图10的夹持机构的边缘护板示意图；
图12为本发明图10的夹持机构的安装板示意图；
图13为本发明的充电装置原理图；
图14为本发明的控制系统控制方法流程图；
图15为本发明的控制系统的流程图；
图16为本发明的储能单元的充电流程图；
图17为本发明的控制系统结构示意图。
图中：1、主浮体；2、辅助浮体；3、位姿调节装置；301、夹持装置；302、第一电机；303、第二电机；304、弧形杆；305、旋转轴；306、立柱；307、第一立柱；3011、边缘护板；3012、安装板；4、充电端口；501、光伏发电装置；6、处理单元；7、控制单元；8、储能单元；9、电磁铁装置；10、永磁铁；11、第一压力传感器；12、缓冲底板；13、充电接口；14、缓冲装置；15、缓冲弹簧机构；16、密封圈；17、充电枪；18、第二压力传感器。
具体实施方式
如图1-17所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
实施例：
一种海上光伏充电装置，包括发电单元、主浮体1、辅助浮体2、储能单元8、充电单元，所述发电单元包括光伏发电装置501，所述光伏发电装置501设置于主浮体1上，可将光能转化为电能，所述主浮体1上通过转动支架安装有多个环形分布的辅助浮体2，通过控制电机的转动实现对转动机构的偏转控制，从而实现对充电端口4初始朝向角度控制，所述辅助浮体2上设置有充电单元，所述充电单元包括位姿调节装置3、充电装置，位姿调节装置3通过控制电机转动实现充电端口4角度偏转，使充电端口4相对充电枪17具有一定角度调节能力。
其中，所述充电装置包括充电端口4、充电枪17，所述充电端口4设置于位姿调节装置3上，所述充电端口4呈喇叭状开口设计，通过喇叭状开口设计可实现充电枪17快速插拔，所述充电端口4的内部设置有第一压力传感器11，充电端口4内部安装了多个第一压力传感器11，充电时，第一压力传感器11将充电枪17对充电端口4内壁的压力实时传送给处理单元，处理单元通过对采集的压力数据进行处理分析，从而对控制单元发送控制指令，以此实现对位姿调节装置3上的充电端口4的精准调控，充电时，若检测到充电端口4内壁压力过大，将停止充电作业并弹出充电枪17，所述充电端口4的内部设置有缓冲装置14，所述缓冲装置14包括缓冲底板12和缓冲弹簧机构15，所述缓冲弹簧机构15一端与充电端口4内壁固定连接，所述缓冲弹簧机构15另一端与缓冲底板12固定连接，所述缓冲底板12滑动连接于充电端口4内部，缓冲装置14用于防止充电枪17插入充电端口时对充电端口内部的充电接口13造成损坏，所述充电枪17包括充电枪主体和电缆，充电枪主体包括充电接口13、永磁铁10和密封圈16，所述充电接口13设置于充电枪主体前端，所述永磁铁10呈环形分布设置于充电枪主体前端，所述密封圈16固定套接于充电枪主体外侧，当充电枪17插入充电端口4进行充电时，密封圈16将与充电端口4内壁紧密贴合，从而防止充电时充电端口4内部因进水而引发短路，造成设备损坏，所述充电枪主体通过尾部的电缆与船舶连接，所述缓冲底板12上设置有充电接口13、电磁铁装置9和第二压力传感器18，所述缓冲底板12上的充电接口13与充电枪主体前端的充电接口13相匹配，用于船舶充电作业，所述电磁铁装置9呈环形分布设置于缓冲底板12上，通过控制电磁铁装置9磁力大小和磁极方向实现充电枪14与充电端口4的开合，所述第二压力传感器18呈环形分设置于缓冲底板12上，第二压力传感器18用于采集充电枪14与缓冲底板12之间的压力大小，并将采集到的数据传送给处理单元。
其中，所述位姿调节装置3包括夹持装置301、第一电机302、第二电机303、弧形杆304、旋转轴305、立柱306、第一立柱307、边缘护板3011、安装板3012，所述辅助浮体2上固定连接有第二电机303，所述第二电机303的输出端固定连接有弧形杆304，所述辅助浮体2上固定连接有第一电机302，所述第一电机302的输出端固定连接有旋转轴305，所述旋转轴305上转动连接有立柱306，所述立柱306顶部滑动贯穿弧形杆304中部开设的弧形槽且与夹持装置301底部固定连接，所述夹持装置301上安装有充电端口4，所述旋转轴305的外侧转动套接有第一立柱307，所述第一立柱307与辅助浮体2固定连接，所述夹持装置301包括边缘护板3011和安装板3012，所述安装板3012设置于边缘护板3011上。
一种海上充电装置的控制系统，包括处理单元6、控制单元7、充电装置、储能单元8，所述处理单元6、控制单元7、充电装置、储能单元8均设置于主浮体1内，所述处理单元6与控制单元7连接，所述控制单元7与充电装置连接，所述控制单元7与储能单元8连接。
其中，所述储能单元8包括蓄电池和超级电容，所述蓄电池与超级电容并联连接，所述蓄电池的外侧设置有温度传感器。由于太阳能发电受自然因素影响，导致发电功率波动较大且间歇性明显，通过将蓄电池与超级电容并联连接，利用超级电容的高充放电效率和快速响应特性来应对短期功率波动问题。当发电功率突然增大或减小时，超级电容可以迅速吸收或释放电能，以维持电力系统的平衡。而对于较长时间的能量需求，蓄电池则可以提供持续的电能供应。同时，通过在储能单元8中引入超级电容，可以将蓄电池从高频次、高功率的充放电循环中解放出来，让超级电容承担瞬时高功率需求和频繁充放电任务，而蓄电池则用于更稳定的、低频次的储能任务，减少了蓄电池在储能过程中的充放电频率，从而延长了蓄电池的使用寿命，降低运营和维护成本。温度传感器可以监测蓄电池的温度，从而帮助控制充放电过程，以防止过热现象，进一步保护蓄电池的寿命。
一种海上充电装置的控制系统的使用方法，具体步骤包括：
步骤一：获取当前运行参数，如船舶剩余电量，发电单元发电功率，储能单元8剩余电量，蓄电池表面实时温度；
步骤二：控制系统根据当前运行参数，调整船舶充电功率；
步骤三：若发电单元发电功率大于船舶充电功率，控制系统以船舶最大充电功率对其进行充电；若发电功率等于船舶充电功率，充电控制系统以发电单元发电功率波动平均值对其进行充电；若发电功率小于船舶充电功率，处理单元6向储能单元8发送放电指令，超级电容将首先进行电能释放，直至其电能完全释放后，蓄电池进行电能释放；
步骤四：控制系统检测到船舶为满电状态，停止为船舶充电；控制系统检测储能单元8剩余电量，若储能单元8为非满电状态，则为其进行充电。
其中，所述步骤三中，蓄电池进行放电时，控制系统实时获取传感器采集的温度数据，若蓄电池的温度低于预设温度阈值，蓄电池正常放电；若蓄电池温度高于预设温度阈值，蓄电池停止放电，待温度下降至预设温度阈值以下，蓄电池将恢复正常放电；当蓄电池剩余电量小于预设剩余电量下限阈值时，此蓄电池停止释放电能；
其中，所述步骤四中，控制系统将储能单元8的剩余电量由小到大进行排序，并根据排列次序对储能单元8进行充电，储能单元8同时充电数量与发电单元的发电功率相匹配，且储能单元8的充电功率根据温度传感器采集的实时温度进行调整。
其中，所述储能单元8充电具体步骤包括：
(1)、控制系统检测储能单元8剩余电量、蓄电池外部温度数据；
(2)、将储能单元8按剩余电量从小到大排序，并根据排序次序对储能单元8进行充电，控制系统根据发电单元发电功率和储能单元8温度数据为储能单元8进行充电功率分配，优先为超级电容充电，然后为蓄电池充电；
(3)、充电时，若实时温度数据小于预设温度阈值，则采取适合充电功率对储能单元8进行充电；若实时温度数据大于预设温度阈值，则停止对当前储能单元8进行充电，将充电功率分配给其他储能单元8进行充电；
(4)、蓄电池的充电时长采取分段式充电方式进行计算，初次充电时，按其满电状态的95％计算充电时长，充电结束后，系统重新检测蓄电池剩余电量，后续的充电时长计算将以满电状态为基准，重新计算充电时长；
(5)、蓄电池充电结束后，控制系统重新检测蓄电池剩余电量，当蓄电池剩余电量达到预设阈值时，系统将其视为满电状态，并停止对此蓄电池进行充电。
本发明的使用状态为：船舶靠近海上光伏充电装置进行充电，将充电枪17沿充电端口4内壁插入充电端口4内部后，充电端口4内部缓冲底板12上的第二压力传感器18检测到一定的压力时，控制系统将被激活，控制系统向电磁铁装置9发送控制指令，使电磁铁产生磁力，与充电枪17前端的永磁铁10相互作用，若第二压力传感器18检测到压力减小，控制系统将重新发送指令，通过改变电磁铁装置9的输入电流方向，实现磁极变换，使其与充电枪前端的永磁铁10磁极保持相反，确保充电枪17与充电端口4保持闭合状态，若第二压力传感器18检测到压力保持不变，控制指令将保持不变，同时，控制系统根据充电端口4内壁受到的压力大小来调整电磁铁装置9的输入电流大小，以控制其磁力大小，若充电端口4内壁受到的压力较小时，处理单元6向控制单元7发出控制指令，减小其输入电流，从而减少充电平台电能损耗，若充电端口4内壁受到的压力较大时，处理单元6向控制单元7发出控制指令，增大其输入电流，从而增加充电枪17与充电端口4之间的磁吸力，同时，控制系统将根据第一压力传感器11实时采集数据对充电端口4位姿进行动态调整，充电端口4内壁上设置的第一压力传感器11将所采集到的压力数据发送给处理单元，处理单元分析数据后向控制单元发送指令，若第一压力传感器11检测到当前所受压力小于第一阈值，处理单元6维持原有控制命令，位姿调整装置3将保持原有的姿态不变，若当前受力值在第一阈值和第二阈值之间，处理单元6向控制单元7发送控制命令，控制单元7控制第一电机302、第二电机303进行转动，带动与之固定连接的旋转轴305、弧形杆304发生偏转，从而调整充电端口4的位置，使其朝向压力较大的一侧进行偏转，直至第一压力传感器11检测到受力小于第一阈值时，停止位姿调整，若位姿调整装置已经处于极限位置，充电端口4内部压力值小于第二阈值，充电系统继续为船舶充电，若检测到充电端口4内壁所受压力大于第二阈值时，电磁铁装置9将变化磁极方向，从而弹开充电枪17，并停止充电作业。
待充电枪17拔出充电端口4后，处理单元6向控制单元7发出复位指令，控制位姿调节装置3回复初始设定位置，方便下一位使用者使用；
预设蓄电池外部温度阈值，通过对实时采集的蓄电池外部温度与预设温度阈值进行比较，实现对蓄电池的充电、放电控制，在蓄电池外侧安装温度传感器，对蓄电池的温度变化进行实时采集，将采集数据传送到处理单元6，处理单元6采集数据进行处理分析，根据分析将结果发出控制指令；
充电时：通过温度传感器实时采集蓄电池的温度，将采集到的实时温度与预设温度阈值进行比较，若实时温度小于第一温度阈值，蓄电池以最大充电功率充电；若实时温度大于第一温度阈值小于第二温度阈值，根据蓄电池的当前温度，动态地调整充电功率。在高温环境下，可以降低充电功率，以减少热量的产生；若实时温度大于第二温度阈值，停止为蓄电池充电；
放电过程：通过温度传感器实时采集蓄电池的温度，将采集到的实时温度与预设温度阈值进行比较，若实时温度小于第一温度阈值，蓄电池最大放电功率放电；若实时温度大于第一温度阈值小于第二温度阈值，根据蓄电池的当前温度，动态地调整放电功率，避免蓄电池继续发热升温，功率缺口由温度正常蓄电池进行补充；若实时温度大于第二温度阈值，高温蓄电池停止释放电能，缺失电能由温度正常蓄电池提供；
储能系统对蓄电池的剩余电量进行监测，控制系统根据发电单元的发电功率、负载输出功率和蓄电池的剩余电量进行充放电策略控制，同时避免蓄电池过充电或过放电的情况，具体实例中，储能系统监测蓄电池的剩余电量，并根据剩余电量进行排序，优先为剩余电量最少的蓄电池进行充电，处理单元6根据发电功率、负载输出功率和蓄电池剩余电量计算充电时长和最佳充电功率，若充电功率大于蓄电池储能所需的最大功率，储能系统将多余的充电功率分配给剩余电量次少的蓄电池进行充电，往后以此类推，直到所有蓄电池储能完成；
在蓄电池充电过程中，为避免蓄电池过度放电导致不可逆损坏，设定了蓄电池剩余电量下限阈值。储能系统实时监测蓄电池内的剩余电量，如果实时剩余电量小于预设的蓄电池剩余电量下限阈值，处理单元6会发出停止指令，使蓄电池停止向外供电。
为避免蓄电池过度充电造成损坏，采用分段充电方式。在首次充电时，按蓄电池满电状态的95％计算充电时长；首次充电结束后，储能系统检测蓄电池的剩余电量。然后，在第二次充电时，按蓄电池的满电状态计算充电时长。第二次充电结束后，储能系统再次检测蓄电池的剩余电量，若剩余电量大于等于满电状态的99％，则蓄电池视为充满状态，停止对其充电，若剩余电量不足99％，则重复进行第二次充电步骤，直到蓄电池充满为止。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种海上光伏充电装置，包括发电单元、主浮体(1)、辅助浮体(2)、储能单元(8)、充电单元，其特征在于：所述发电单元包括光伏发电装置(501)，所述光伏发电装置(501)设置于主浮体(1)上，所述主浮体(1)上通过转动支架安装有多个环形分布的辅助浮体(2)，所述辅助浮体(2)上设置有充电单元，所述充电单元包括位姿调节装置(3)、充电装置。
2.根据权利要求1所述的一种海上光伏充电装置，其特征在于：所述充电装置包括充电端口(4)、充电枪(17)，所述充电端口(4)设置于位姿调节装置(3)上，所述充电端口(4)呈喇叭状开口设计，所述充电端口(4)的内部设置有第一压力传感器(11)，所述充电端口(4)的内部设置有缓冲装置(14)，所述缓冲装置(14)包括缓冲底板(12)和缓冲弹簧机构(15)，所述缓冲弹簧机构(15)一端与充电端口(4)内壁固定连接，所述缓冲弹簧机构(15)另一端与缓冲底板(12)固定连接，所述缓冲底板(12)滑动连接于充电端口(4)内部，所述充电枪(17)包括充电枪主体和电缆，充电枪主体包括充电接口(13)、永磁铁(10)和密封圈(16)，所述充电接口(13)设置于充电枪主体前端，所述永磁铁(10)呈环形分布设置于充电枪主体前端，所述密封圈(16)固定套接于充电枪主体外侧，所述充电枪主体通过尾部的电缆与船舶连接，所述缓冲底板(12)上设置有充电接口(13)、电磁铁装置(9)和第二压力传感器(18)，所述缓冲底板(12)上的充电接口(13)与充电枪主体前端的充电接口(13)相匹配，所述电磁铁装置(9)呈环形分布设置于缓冲底板(12)上，所述第二压力传感器(18)呈环形分设置于缓冲底板(12)上。
3.根据权利要求1所述的一种海上光伏充电装置，其特征在于：所述位姿调节装置(3)包括夹持装置(301)、第一电机(302)、第二电机(303)、弧形杆(304)、旋转轴(305)、立柱(306)、第一立柱(307)、边缘护板(3011)、安装板(3012)，所述辅助浮体(2)上固定连接有第二电机(303)，所述第二电机(303)的输出端固定连接有弧形杆(304)，所述辅助浮体(2)上固定连接有第一电机(302)，所述第一电机(302)的输出端固定连接有旋转轴(305)，所述旋转轴(305)上转动连接有立柱(306)，所述立柱(306)顶部滑动贯穿弧形杆(304)中部开设的弧形槽且与夹持装置(301)底部固定连接，所述夹持装置(301)上安装有充电端口(4)，所述旋转轴(305)的外侧转动套接有第一立柱(307)，所述第一立柱(307)与辅助浮体(2)固定连接，所述夹持装置(301)包括边缘护板(3011)和安装板(3012)，所述安装板(3012)设置于边缘护板(3011)上。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种海上光伏充电装置的控制系统，其特征在于：包括处理单元(6)、控制单元(7)、充电装置、储能单元(8)，所述处理单元(6)、控制单元(7)、充电装置、储能单元(8)均设置于主浮体(1)内，所述处理单元(6)与控制单元(7)连接，所述控制单元(7)与充电装置连接，所述控制单元(7)与储能单元(8)连接。
5.根据权利要求4所述的一种海上光伏充电装置的控制系统，其特征在于：所述储能单元(8)包括蓄电池和超级电容，所述蓄电池与超级电容并联连接，所述蓄电池的外侧设置有温度传感器。
6.根据权利要求5所述的一种海上充电装置的控制系统的使用方法，其特征在于：具体步骤包括：
步骤一：获取当前运行参数，如船舶剩余电量，发电单元发电功率，储能单元(8)剩余电量，蓄电池表面实时温度；
步骤二：控制系统根据当前运行参数，调整船舶充电功率；
步骤三：若发电单元发电功率大于船舶充电功率，控制系统以船舶最大充电功率对其进行充电；若发电功率等于船舶充电功率，充电控制系统以发电单元发电功率波动平均值对其进行充电；若发电功率小于船舶充电功率，处理单元(6)向储能单元(8)发送放电指令，超级电容将首先进行电能释放，直至其电能完全释放后，蓄电池进行电能释放；
步骤四：控制系统检测到船舶为满电状态，停止为船舶充电；控制系统检测储能单元(8)剩余电量，若储能单元(8)为非满电状态，则为其进行充电。
7.根据权利要求6所述的一种海上充电装置的控制系统的使用方法，其特征在于：所述步骤三中，蓄电池进行放电时，控制系统实时获取传感器采集的温度数据，若蓄电池的温度低于预设温度阈值，蓄电池正常放电；若蓄电池温度高于预设温度阈值，蓄电池停止放电，待温度下降至预设温度阈值以下，蓄电池将恢复正常放电；当蓄电池剩余电量小于预设剩余电量下限阈值时，此蓄电池停止释放电能。
8.根据权利要求6所述的一种海上充电装置的控制系统的使用方法，其特征在于：所述步骤四中，控制系统将储能单元(8)的剩余电量由小到大进行排序，并根据排列次序对储能单元(8)进行充电，储能单元(8)同时充电数量与发电单元的发电功率相匹配，且储能单元(8)的充电功率根据温度传感器采集的实时温度进行调整。
9.根据权利要求8所述的一种海上充电装置的控制系统的使用方法，其特征在于：所述储能单元(8)充电具体步骤包括：
(1)、控制系统检测储能单元(8)剩余电量、蓄电池外部温度数据；
(2)、将储能单元(8)按剩余电量从小到大排序，并根据排序次序对储能单元(8)进行充电，控制系统根据发电单元发电功率和储能单元(8)温度数据为储能单元(8)进行充电功率分配，优先为超级电容充电，然后为蓄电池充电；
(3)、充电时，若实时温度数据小于预设温度阈值，则采取适合充电功率对储能单元(8)进行充电；若实时温度数据大于预设温度阈值，则停止对当前储能单元(8)进行充电，将充电功率分配给其他储能单元(8)进行充电；
(4)、蓄电池的充电时长采取分段式充电方式进行计算，初次充电时，按其满电状态的95％计算充电时长，充电结束后，系统重新检测蓄电池剩余电量，后续的充电时长计算将以满电状态为基准，重新计算充电时长；
(5)、蓄电池充电结束后，控制系统重新检测蓄电池剩余电量，当蓄电池剩余电量达到预设阈值时，系统将其视为满电状态，并停止对此蓄电池进行充电。
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