CN117977521A - 船舶纯电池直流电网综合控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船舶纯电池直流电网综合控制方法及系统，通过配置四套箱式电池组和相应母线连接，配置四套推进逆变器、抱轴式推进电机、两套日用逆变器、一套均衡变换器和多策略算法的综合控制系统；该方案可以灵活调度推进负载和日用负载的使用情况，可以有效均衡电池组之间的剩余电量，灵活调度箱式电源充换使用，推进系统冗余度高，有效解决了电池组间电量均衡问题；实现应急舵功能，解决当纯电池动力船舶交流用电丢失的情况下无法使用舵机问题，优化的能量调度策略和航行安全控制策略提高了船舶的安全和可靠性。

Description

船舶纯电池直流电网综合控制方法及系统

技术领域

本发明涉及一种新能源船舶电池系统供配电技术，特别涉及一种船舶纯电池直流电网综合控制方法及系统。

背景技术

船用集装箱式电池组具有大容量、可移动、可靠性高、无污染、噪音低、适应性强、可扩充、便于安装等优点，是目前业界较公认的实现运输类电动船舶换电式应用的关键核心设备。

目前纯电池动力船舶的电池组大多需要经过DCDC接入船舶直流电网，DCDC价格高且影响船舶的整体效率。部分纯电池动力船舶的电池组未使用DCDC接入船舶直流电网，存在电池组剩余电量不均衡且无法进行有效调节，船舶推进系统冗余度低的问题。

纯电池动力船舶发生交流电网失电时，导致船舶舵机失效，发生船舶航向无法控制的情况，可能对船舶的安全造成重大的影响。

发明内容

针对现在纯电池动力船舶的电池组需要经过DCDC接入船舶直流电网、通过DCDC的控制区调节电池组的剩余电量均衡问题，以及当纯电池动力船舶交流用电丢失的情况下无法使用舵机的问题，提出了一种船舶纯电池直流电网综合控制方法及系统，通过配置四套推进逆变器、抱轴式推进电机、两套日用逆变器、一套均衡变换器和多策略算法的综合控制系统，有效解决了电池组间电量均衡问题和实现应急舵的功能。

本发明的技术方案为：一种船舶纯电池直流电网综合控制系统，包括4套相同的集装箱式电池组、2套相同的推进系统、用于日用负载供电的2套日用逆变器、1套均衡变换器和1套综合控制系统；1#至4#箱式电池组分别和第一母线至第四母线相连，中间设有隔离开关和快速熔断器；推进系统中1#至4#推进逆变器分别接在第一母线至第四母线上，第二母线和第三母线之间通过均衡变换器连接，2套日用逆变器分布接在第二母线和第三母线上；每套推进系统包括2套推进逆变器、2个推进电机和1套推进控制系统，推进电机采用轴式永磁同步电机，两个推进电机抱轴后与螺旋桨连接；推进逆变器和推进电机之间设有断路器，推进系统停止或者故障时，将逆变器和推进电机隔离；

综合控制系统通过实时以太网与1#推进控制系统、2#推进控制系统进行通讯，综合控制系统采用现场总线和1#至4#箱式电池组、1#日用逆变器、2#日用逆变器和均衡变换器进行通讯，综合控制系统控制1#推进控制系统分配1#推进逆变器的功率和2#推进逆变器的功率，综合控制系统控制2#推进控制系统分配3#推进逆变器的功率和4#推进逆变器的功率，综合控制系统控制分配1#和2#日用逆变器的功率输出配比，综合控制系统控制均衡变换器执行第二母线和第三母线的能量转移。

优选的，所述推进控制系统采用高性能PLC作为控制逻辑实施的核心器件，推进控制系统和推进逆变器之间采用实时现场总线Profibus，推进控制系统给定功率指令至推进逆变器，推进逆变器执行推进控制系统的功率给定指令。

优选的，所述均衡变换器采用隔离式双向桥式直流变换器，一端直流电通过电压型逆变电路，将直流转化为高频交流电，再经过隔离变压器后，通过电流型逆变电路，将交流电转化为另一端直流电，隔离直流第二母线和第三母线之间的高频干扰信号；综合控制系统控制均衡变换器，实现能量在直流第二母线和第三母线之间按需要进行转移。

一种船舶纯电池直流电网综合控制方法，建立所述船舶纯电池直流电网综合控制系统，推进控制系统优先满足船舶航行所需的输出功率，在给定功率和输出功率稳定保持10秒后，接受综合控制系统对该推进系统下的两个推进逆变器进行功率分配；

当船舶航行输出功率增加时，优先增加输出功率较小的推进逆变器输出功率；当船舶航行输出功率减少时，优先减少输出功率较大的推进逆变器输出功率。

进一步，控制模式分为均衡控制模式和特定控制模式；

均衡控制模式开启的条件：P₁₂<1.8P_N且P₃₄<1.8P_N；特定控制模式开启的条件：P₁₂<P_N且P₃₄<P_N；

其中，1#至4#推进逆变器额定功率相同记作P_N；1#和2#推进逆变器实时功率之和记作P₁₂，1#和2#推进逆变器额定功率之和记作2P_N；3#和4#推进逆变器实时功率之和记作P₃₄，3#和4#推进逆变器额定功率之和记作2P_N；

均衡控制模式：控制目标为1#至4#箱式电池组的Soc值保持一致，通过调度1#至4#推进逆变器的功率、1#和2#日用逆变器的功率和均衡变换器的功率；

特定控制模式：控制目标为某一个或二个箱式电池组的Soc值保持设定特定值，通过调度1#至4#推进逆变器的功率、1#和2#日用逆变器的功率和均衡变换器的功率。

进一步，所述均衡控制模式采用均衡控制规则算法，首先计算电池组平均值如下：

四组电池组Soc平均值 其中，Soc_i为第i组箱式电池组Soc值；

1#至4#推进逆变器实时功率记作P₁、P₂、P₃、P₄；

1#和2#电池组Soc平均值

3#和4#电池组Soc平均值 当1#和2#电池组Soc不均衡时，1和2#推进逆变器功率分配控制规则如下：

1)且120％P_N≤P₁₂<180％P_N时，

功率分配：P₁＝90％P_N，P₂＝P₁₂-90％P_N；

且120％P_N≤P₁₂<180％P_N时，

功率分配：P₁＝P₁₂-90％P_N，P₂＝90％P_N；

2)且P₁₂<120％P_N时，

功率分配：P₁＝70％P_N，P₂＝P₁₂-70％P_N，P₂>0；

且P₁₂<120％P_N时，

功率分配：P₁＝P₁₂-70％P_N，P₂＝70％P_N，P₁>0；

3)且P₁₂<120％P_N时，

功率分配：P₁＝90％P_N，P₂＝P₁₂-90％P_N，P₂>0；

且P₁₂<120％P_N时，

功率分配：P₁＝P₁₂-90％P_N，P₂＝90％P_N，P₁>0；

当3#和4#电池组Soc不均衡时，3和4#推进逆变器功率分配控制规则参考上述1#和2#推进逆变器功率分配控制规则；

当1#和2#电池组Soc平均值和3#和4#电池组Soc平均值不均衡时，控制规则如下：

A:当时且P₁₂<180％P_N且P₃₄<180％P_N时，

功率分配：W₁＝W_d，W₂＝0，W₃＝0；

B:当时且P₁₂<180％P_N且P₃₄<180％P_N时，

功率分配：W₁＝0，W₂＝W_d，W₃＝0；

C:当时且P₁₂<180％P_N且P₃₄<180％P_N时，

功率分配：W₁＝50％W_d，W₂＝50％W_d，W₃＝W_N；

当时且P₁₂<180％P_N且P₃₄<180％P_N时，

功率分配：W₁＝50％W_d，W₂＝50％W_d，W₃＝-W_N；

D:P₁₂>180％P_N或者P₃₄>180％P_N时，

功率分配：W₁＝50％W_d，W₂＝50％W_d，W₃＝0；

其中，1#和2#日用逆变器实时功率W₁、W₂，均衡变换器实时功率W₃，W_d为实时日用负载，均衡变换器额定功率W_N。

进一步，所述当推进控制系统检测到新能源船舶舵机出现故障时，切换至应急舵模式，由综合控制系统实现转舵控制；此时，1#推进控制系统仅控制1#推进逆变器输出推进功率，2#推进控制系统仅控制3#推进逆变器输出推进功率，综合控制系统通过1#和3#推进逆变器输出功率结合式1估算船舶航速；综合控制系统接受来自船舶转舵的信号，根据式2计算出2#和4#推进逆变器输出功率之差，控制2#推进逆变器和4#推进逆变器的输出功率实现功率差，实现转舵的功能；

航速公式：P₁+P₃＝k₁V³+k₂V²+k₃V¹+k₄(式1)

其中，P₁为1#推进逆变器输出功率，P₃为3#推进逆变器输出功率，k₁、k₂、k₃和k₄为系数，V是船舶航速；

其中k₁、k₂、k₃和k₄为系数，由航行试验时进行现场测试并计算所得；

舵角公式：P₂-P₄＝l₁*θ*V²(式2)

其中，P₂为2#推进逆变器输出功率，P₄为4#推进逆变器输出功率，l₁为系数，θ为船舶舵角，V是船舶航速。

进一步，所述当推进控制系统检测到1#推进逆变器或者1#推进电机故障时，1#推进控制系统控制2#推进逆变器和推进电机，2#推进控制系统控制4#推进逆变器和推进电机，3#推进逆变器停止运行，整船推进功率为原本船舶动力的一半。

本发明的有益效果在于：本发明船舶纯电池直流电网综合控制方法及系统，通过配置四套箱式电池组和相应母线连接，四套推进逆变器配套抱轴式推进电机，具备并网功能的日用逆变器，双向可控均衡变换器，并配置多策略算法的综合控制系统；该方案可以灵活调度推进负载和日用负载的使用情况，可以有效均衡电池组之间的剩余电量，灵活调度箱式电源充换使用，推进系统冗余度高，具备应急舵功能，优化的能量调度策略和航行安全控制策略提高了船舶的安全和可靠性。

附图说明

图1为本发明船舶纯电池直流电网系统示意图；

图2为本发明推进系统组成及控制系统组成示意图；

图3为本发明推进逆变器直接功率控制逻辑示意图；

图4为本发明均衡变换器电气原理图；

图5为本发明应急舵控制示意图。

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。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示为本发明船舶纯电池直流电网系统实施例，船舶纯电池直流电网系统包括4套1500kWh集装箱式电池组、2套2X150kWh推进系统、用于日用负载供电的2套100kW日用逆变器、1套300kW均衡变换器和1套综合控制系统。1#至4#箱式电池组分别和母线1至4相连，中间设有隔离开关和快速熔断器。推进系统中1#至4#推进逆变器分别接在母线1至4上，母线2和3之间通过均衡变换器连接，2套100kW日用逆变器分布接在母线2和3上。

如图2所示每套推进系统包括2套推进逆变器、2个推进电机和1套推进控制系统，推进电机采用150kW抱轴式永磁同步电机，两个推进电机抱轴后与螺旋桨连接。推进逆变器和推进电机之间设有断路器，推进系统停止或者故障时，将逆变器和推进电机隔离。

船舶靠港时，通过岸边桥式起重机吊装更换箱式电池组，可以实现快速更换，解决传统大容量电池组充电时间长、影响船舶运营、占用宝贵的岸线资源使用等缺点，提升纯电池动力船舶的竞争力。

1、推进控制系统的实施

推进控制系统采用高性能PLC作为控制逻辑实施的核心器件，推进控制系统和推进逆变器之间采用实时现场总线Profibus，推进控制系统给定功率指令至推进逆变器，推进逆变器执行推进控制系统的功率给定指令。

综合控制系统通过实时以太网与1#推进控制系统、2#推进控制系统进行通讯，综合控制系统采用现场总线和1#至4#箱式电池组、1#日用逆变器、2#日用逆变器和均衡变换器进行通讯，综合控制系统控制1#推进控制系统分配1#推进逆变器的功率和2#推进逆变器的功率，综合控制系统控制2#推进控制系统分配3#推进逆变器的功率和4#推进逆变器的功率，综合控制系统控制分配1#和2#日用逆变器的功率输出配比，综合控制系统控制均衡变换器执行母线2和母线3的能量转移。

驾驶台设置有推进控制手柄，手柄信号采用4-20mA信号，该信号传送至推进控制系统的PLC，推进控制系统根据手柄信号将功率分配给两个推进逆变器。同时推进控制系统接受来自综合控制系统的功率分配。若综合控制系统无功率分配指令，则两个推进逆变器均分推进所需的功率。

推进控制系统采集推进逆变器信号：逆变器输出电压、逆变器输出频率、逆变器输出功率、逆变器输出电流、逆变器输出扭矩、逆变器IGBT温度、逆变器故障代码、逆变器状态代码；

推进控制系统采集电机信号：电机U、V、W相绕组温度、电机驱动端轴承温度、电机非驱动端轴承温度，电机冷却水温度；

推进逆变器采用如图3所示直接功率控制算法，如图3所示当推进逆变器输出功率P为正时，电池组电能通过推进逆变器为推进电机提供输出功率；反之，当输出功率P为负时，电机的机械能通过推进逆变器为电池组充电；

推进控制系统优先满足船舶航行所需的输出功率，在给定功率和输出功率稳定保持10秒后，接受综合控制系统对该推进系统下的两个推进逆变器进行功率分配。

当船舶航行输出功率增加时，优先增加输出功率较小的推进逆变器输出功率。当船舶航行输出功率减少时，优先减少输出功率较大的推进逆变器输出功率。

2、均衡变换器的实施；

如图4所示均衡变换器采用隔离式双向桥式直流变换器，一端直流电V_dc1并联输入侧电容C₁，再通过由谐振电感L_r1、串联谐振电容C_b1和开关管Q₁、Q'₁、Q₂、Q'₂构成的电压型逆变电路，将直流转化为高频交流电，再经过隔离变压器后，通过由谐振电感L_r2和开关管Q₃、Q'₃、Q₄、Q'₄构成的电流型逆变电路，将交流电转化为直流电，直流电并联输出侧电容C₂输出直流电V_dc2，开关管Q₁、Q'₁、Q₂、Q'₂上对应并联续流二极管D₁、D'₁、D₂、D'₂，开关管Q₃、Q'₃、Q₄、Q'₄上对应并联续流二极管D₃、D'₃、D₄、D'₄。通过隔离式双向桥式直流变换器可以有效隔离直流母线2和直流母线3之间的高频干扰信号。综合控制系统控制均衡变换器，实现能量在直流母线2和直流母线3之间按需要进行转移。

如图4所示，当电压型逆变电路Q₁和Q'₂导通时，控制电流型逆变电路Q₃和Q'₄导通，当电压型逆变电路Q₂和Q'₁导通时，控制电流型逆变电路Q₄和Q'₃导通，能量从V_dc1向V_dc2传输，i_dc自左向右流动，即直流母线2至直流母线3传输，均衡变换器输出功率为正。Q₁和Q'₂导通时，i_dc正向增长，Q₁关断时，Q'₂和D'₁续流，经D₃、D₄、D'₃、D'₄进行续流，i_dc正向下降，此时Q₃、Q₄、Q'₃、Q'₄均导通但是没有电流流通。

如图4当能量从V_dc2向V_dc1传输时，首先Q₃、Q₄、Q'₃、Q'₄均导通，i_dc反向增长，当达到最大值时，关闭Q₄和Q'₃，i_dc经Q₃和Q'₄流入W₂，经过隔离变压器从W₁流出，经过D₁和D'₂到达V_dc1，i_dc自右向左流动，即直流母线3至直流母线2传输，均衡变换器输出功率为负。

3、均衡控制规则具体实施；

实施例中每台推进逆变器额定功率P_N＝150kW,当1#和2#电池组Soc(剩余容量占电池容量的比值，常用百分数表示)不均衡时，1和2#推进逆变器功率分配控制规则如下:

1)比如当1#电池组电量Soc₁＝85％，1#和2#电池组平均电量百分比且180kW<1#和2#推进逆变器实时总功率P₁₂<270kW时，

功率分配：1#推进逆变器实时功率P₁＝135kW，2#推进逆变器实时功率P₂＝P₁₂-135kW；

比如当Soc₁＝85％，且180kW<P₁₂<270kW时，

功率分配：P₁＝P₁₂-135kW，P₂＝135kW；

2)比如当Soc₁＝85％，且P₁₂<180kW时，

功率分配：P₁＝105kW，P₂＝P₁₂-105kW，P₂>0；

比如当Soc₁＝85％，且P₁₂<180kW时，

功率分配：P₁＝P₁₂-105kW，P₂＝105kW，P₂>0；

3)比如当Soc₁＝85％，且P₁₂<180kW时，

功率分配：P₁＝135kW，P₂＝P₁₂-135kW，P₂>0；

比如当Soc₁＝85％，且P₁₂<180kW时，

功率分配：P₁＝P₁₂-135kW，P₂＝135kW；

当3#和4#电池组Soc不均衡时，3和4#推进逆变器功率P₃、P₄分配控制规则参考上述1#和2#推进逆变器功率分配控制规则；

当1#和2#电池组Soc平均值和3#和4#电池组Soc平均值不均衡时，控制规则如下：

1)比如当四组电池组Soc平均值/>且P₁₂<270kW，3#和4#推进逆变器实时总功率P₃₄<270kW时

功率分配：1#日用逆变器实时功率W₁＝实时日用负载W_d，2#日用逆变器实时功率W₂＝0，均衡变换器实时功率W₃＝0；

2)比如当且P₁₂<270kW，P₃₄<270kW时

功率分配：W₁＝0，W₂＝W_d，W₃＝0；

3)当且P₁₂<270kW，P₃₄<270kW时，

功率分配：W₁＝W_d/2，W₂＝W_d/2，W₃＝300kW；

当时，且P₁₂<270kW，P₃₄<270kW时，

功率分配：W₁＝W_d/2/2，W₂＝W_d/2，W₃＝-300kW；

4、特定控制规则具体实施；

特定控制1个电池组控制规则如下：控制目标为某一个或二个箱式电池组的SOC值保持设定特定值，为了让箱式电池组SOC值保持高位，在下一个码头换电时，把不是SOC高位的箱式电池组需要进行更换，SOC高位的不需要更换。

特定1#电池组为控制目标，满足特定控制模式开启的条件，

功率分配：P₁＝-(150kW-P₁₂)，P₂＝150kW，P₃＝50％P₃₄，P₄＝50％P₃₄；

特定控制2个电池组控制规则如下：

特定1#和4#电池组为控制目标，满足特定控制模式开启的条件，

功率分配：P₁＝-(150kW-P₁₂)，P₂＝150kW，P₃＝150kW，P₄＝-(150kW-P₃₄)；

5、应急舵模式具体实施；

当新能源船舶舵机出现故障时，切换至应急舵模式，如图5所示，1#推进电机和3#推进电机的输出功率控制船舶的航速，2#推进电机和4#推进电机的输出功率控制船舶的航向。如图5所示，当2#推进电机输出功率为正，4#推进电机输出功率为负时，船舶向左航行，反之船舶向右航行。1#至4#推进电机的功率由对应推进逆变器提供。

1#推进控制系统仅控制1#推进逆变器输出推进功率，2#推进控制系统仅控制3#推进逆变器输出推进功率。

综合控制系统通过1#和3#推进逆变器输出功率结合式1估算船舶航速；

航速公式：P₁+P₃＝k₁V³+k₂V²+k₃V¹+k₄(式1)

其中，P₁为1#推进逆变器输出功率，P₃为3#推进逆变器输出功率，k₁、k₂、k₃和k₄为系数，V是船舶航速；

其中k₁、k₂、k₃和k₄为系数，由航行试验时进行现场测试并计算所得。

如图2所示综合控制系统接受来自船舶转舵控制系统的信号，根据式2计算出2#和4#推进逆变器输出功率之差，综合控制系统控制2#推进逆变器和4#推进逆变器的输出功率实现功率差，实现转舵的功能。

舵角公式：P₂-P₄＝l₁*θ*V²(式2)

其中，P₂为2#推进逆变器输出功率，P₄为4#推进逆变器输出功率，l₁为系数，θ为船舶舵角，V是船舶航速；

其中l₁为系数，由航行试验时进行现场测试并计算所得。

6、推进应急模式具体实施；

当任意一台推进逆变器或者推进电机故障时，如1#推进逆变器或者1#推进电机故障时，1#推进控制系统控制2#推进逆变器和推进电机，2#推进控制系统控制4#推进逆变器和推进电机，3#推进逆变器停止运行，整船推进功率为原本船舶动力的一半。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种船舶纯电池直流电网综合控制系统，其特征在于，包括4套相同的集装箱式电池组、2套相同的推进系统、用于日用负载供电的2套日用逆变器、1套均衡变换器和1套综合控制系统；1#至4#箱式电池组分别和第一母线至第四母线相连，中间设有隔离开关和快速熔断器；推进系统中1#至4#推进逆变器分别接在第一母线至第四母线上，第二母线和第三母线之间通过均衡变换器连接，2套日用逆变器分布接在第二母线和第三母线上；每套推进系统包括2套推进逆变器、2个推进电机和1套推进控制系统，推进电机采用轴式永磁同步电机，两个推进电机抱轴后与螺旋桨连接；推进逆变器和推进电机之间设有断路器，推进系统停止或者故障时，将逆变器和推进电机隔离；

综合控制系统通过实时以太网与1#推进控制系统、2#推进控制系统进行通讯，综合控制系统采用现场总线和1#至4#箱式电池组、1#日用逆变器、2#日用逆变器和均衡变换器进行通讯，综合控制系统控制1#推进控制系统分配1#推进逆变器的功率和2#推进逆变器的功率，综合控制系统控制2#推进控制系统分配3#推进逆变器的功率和4#推进逆变器的功率，综合控制系统控制分配1#和2#日用逆变器的功率输出配比，综合控制系统控制均衡变换器执行第二母线和第三母线的能量转移。

2.根据权利要求1所述船舶纯电池直流电网综合控制系统，其特征在于，所述推进控制系统采用高性能PLC作为控制逻辑实施的核心器件，推进控制系统和推进逆变器之间采用实时现场总线Profibus，推进控制系统给定功率指令至推进逆变器，推进逆变器执行推进控制系统的功率给定指令。

3.根据权利要求1所述船舶纯电池直流电网综合控制系统，其特征在于，所述均衡变换器采用隔离式双向桥式直流变换器，一端直流电通过电压型逆变电路，将直流转化为高频交流电，再经过隔离变压器后，通过电流型逆变电路，将交流电转化为另一端直流电，隔离直流第二母线和第三母线之间的高频干扰信号；综合控制系统控制均衡变换器，实现能量在直流第二母线和第三母线之间按需要进行转移。

4.一种船舶纯电池直流电网综合控制方法，其特征在于，建立权利要求1至3中任意一项所述船舶纯电池直流电网综合控制系统，推进控制系统优先满足船舶航行所需的输出功率，在给定功率和输出功率稳定保持10秒后，接受综合控制系统对该推进系统下的两个推进逆变器进行功率分配；

当船舶航行输出功率增加时，优先增加输出功率较小的推进逆变器输出功率；当船舶航行输出功率减少时，优先减少输出功率较大的推进逆变器输出功率。

5.根据权利要求4所述船舶纯电池直流电网综合控制方法，其特征在于，控制模式分为均衡控制模式和特定控制模式；

均衡控制模式开启的条件：P₁₂<1.8P_N且P₃₄<1.8P_N；特定控制模式开启的条件：P₁₂<P_N且P₃₄<P_N；

其中，1#至4#推进逆变器额定功率相同记作P_N；1#和2#推进逆变器实时功率之和记作P₁₂，1#和2#推进逆变器额定功率之和记作2P_N；3#和4#推进逆变器实时功率之和记作P₃₄，3#和4#推进逆变器额定功率之和记作2P_N；

均衡控制模式：控制目标为1#至4#箱式电池组的Soc值保持一致，通过调度1#至4#推进逆变器的功率、1#和2#日用逆变器的功率和均衡变换器的功率；

特定控制模式：控制目标为某一个或二个箱式电池组的Soc值保持设定特定值，通过调度1#至4#推进逆变器的功率、1#和2#日用逆变器的功率和均衡变换器的功率。

6.根据权利要求5所述船舶纯电池直流电网综合控制方法，其特征在于，所述均衡控制模式采用均衡控制规则算法，首先计算电池组平均值如下：

四组电池组Soc平均值

其中，Soc_i为第i组箱式电池组Soc值；

1#至4#推进逆变器实时功率记作P₁、P₂、P₃、P₄；

1#和2#电池组Soc平均值

3#和4#电池组Soc平均值当1#和2#电池组Soc不均衡时，1和2#推进逆变器功率分配控制规则如下：

1)且120％P_N≤P₁₂<180％P_N时，

功率分配：P₁＝90％P_N，P₂＝P₁₂-90％P_N；

且120％P_N≤P₁₂<180％P_N时，

功率分配：P₁＝P₁₂-90％P_N，P₂＝90％P_N；

2)且P₁₂<120％P_N时，

功率分配：P₁＝70％P_N，P₂＝P₁₂-70％P_N，P₂>0；

且P₁₂<120％P_N时，

功率分配：P₁＝P₁₂-70％P_N，P₂＝70％P_N，P₁>0；

3)且P₁₂<120％P_N时，

功率分配：P₁＝90％P_N，P₂＝P₁₂-90％P_N，P₂>0；

且P₁₂<120％P_N时，

功率分配：P₁＝P₁₂-90％P_N，P₂＝90％P_N，P₁>0；

当3#和4#电池组Soc不均衡时，3和4#推进逆变器功率分配控制规则参考上述1#和2#推进逆变器功率分配控制规则；

当1#和2#电池组Soc平均值和3#和4#电池组Soc平均值不均衡时，控制规则如下：

A:当时且P₁₂<180％P_N且P₃₄<180％P_N时，

功率分配：W₁＝W_d，W₂＝0，W₃＝0；

B:当时且P₁₂<180％P_N且P₃₄<180％P_N时，

功率分配：W₁＝0，W₂＝W_d，W₃＝0；

C:当时且P₁₂<180％P_N且P₃₄<180％P_N时，

功率分配：W₁＝50％W_d，W₂＝50％W_d，W₃＝W_N；

当时且P₁₂<180％P_N且P₃₄<180％P_N时，

功率分配：W₁＝50％W_d，W₂＝50％W_d，W₃＝-W_N；

D:P₁₂>180％P_N或者P₃₄>180％P_N时，

功率分配：W₁＝50％W_d，W₂＝50％W_d，W₃＝0；

其中，1#和2#日用逆变器实时功率W₁、W₂，均衡变换器实时功率W₃，W_d为实时日用负载，均衡变换器额定功率W_N。

7.根据权利要求5所述船舶纯电池直流电网综合控制方法，其特征在于，所述当推进控制系统检测到新能源船舶舵机出现故障时，切换至应急舵模式，由综合控制系统实现转舵控制；此时，1#推进控制系统仅控制1#推进逆变器输出推进功率，2#推进控制系统仅控制3#推进逆变器输出推进功率，综合控制系统通过1#和3#推进逆变器输出功率结合式1估算船舶航速；综合控制系统接受来自船舶转舵的信号，根据式2计算出2#和4#推进逆变器输出功率之差，控制2#推进逆变器和4#推进逆变器的输出功率实现功率差，实现转舵的功能；

航速公式：P₁+P₃＝k₁V³+k₂V²+k₃V¹+k₄(式1)

其中，P₁为1#推进逆变器输出功率，P₃为3#推进逆变器输出功率，k₁、k₂、k₃和k₄为系数，V是船舶航速；

其中k₁、k₂、k₃和k₄为系数，由航行试验时进行现场测试并计算所得；

舵角公式：P₂-P₄＝l₁*θ*V²(式2)

其中，P₂为2#推进逆变器输出功率，P₄为4#推进逆变器输出功率，l₁为系数，θ为船舶舵角，V是船舶航速。

8.根据权利要求5所述船舶纯电池直流电网综合控制方法，其特征在于，所述当推进控制系统检测到1#推进逆变器或者1#推进电机故障时，1#推进控制系统控制2#推进逆变器和推进电机，2#推进控制系统控制4#推进逆变器和推进电机，3#推进逆变器停止运行，整船推进功率为原本船舶动力的一半。