CN206679237U - 船舶直流组网电力推进系统的故障穿越系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种船舶直流组网电力推进系统的故障穿越系统，解决了当船舶推进系统处于低功率运行状态时，船舶上的柴油发电机组和备用柴油发电机组仍须要保持共同工作状态所带来的油耗大和燃油使用率低的问题。包括第一柴油发电机组（1）通过第一整流变频器（2）与公共直流母线（5）连接在一起，在公共直流母线（5）上分别连接有主推进电机逆变变频器（6）和侧推进电机逆变变频器（9），在公共直流母线（5）上连接有斩波器（15），在斩波器（15）的输入端上连接有超级电容组（16）。本实用新型的超级电容可以在船舶低负荷运转状态下，实现柴油发电机组的故障穿越。
Description
技术领域
本发明涉及一种船舶直流组网电力推进系统，特别涉及一种基于船舶直流组网电力推进系统的可实现柴油发电机组故障穿越系统及其穿越方法。
背景技术
目前，船舶的电力推进系统已开始采用直流组网电力推进系统，该系统是由柴油发电机组、公共直流母线、变频器和推进系统组成。船舶的柴油发电机组不仅要为船舶日用电负载供电，还要为船舶的推进系统供电。当船舶的推进系统处于低功率运行状态时，为了减少燃油消耗，提高燃油使用率，一般只开启船舶上的一台柴油发电机组对船舶推进器及船舶日用负载进行供电。在一台柴油发电机组单独对船舶推进器及船舶日用负载进行供电时，如果该柴油发电机组突然发生故障，无法对船舶进行供电，会造成全船瞬间断电，此时需要开启备用发电机组，而一般备用发电机组的启动时间至少需要30秒，30秒的失电时间，对航行或作业中的船舶来说，会发生一定的隐患故障。由于现有船舶存在不可穿越的30秒的隐患，尽管船舶的推进系统已处于低功率运行状态，船舶上的柴油发电机组和备用柴油发电机组仍须要保持共同工作状态，带来了油耗大，燃油使用率低的缺陷。
发明内容
本发明提供了一种船舶直流组网电力推进系统的故障穿越系统，解决了当船舶推进系统处于低功率运行状态时，船舶上的柴油发电机组和备用柴油发电机组仍须要保持共同工作状态所带来的油耗大和燃油使用率低的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
一种船舶直流组网电力推进系统的故障穿越系统，包括第一柴油发电机组，第一柴油发电机组通过第一整流变频器与公共直流母线连接在一起，在公共直流母线上分别连接有主推进电机逆变变频器和侧推进电机逆变变频器，主推进电机逆变变频器的输出端上连接有主推进电机，在主推进电机的输出轴上连接有主推进器，侧推进电机逆变变频器输出端上连接有侧推进电机，在侧推进电机的输出轴上连接有侧推进器；在公共直流母线上连接有船舶日用负载逆变变频器，船舶日用负载逆变变频器的输出端通过变压器与船舶日用负载连接在一起，在公共直流母线上连接有斩波器，在斩波器的输入端上连接有超级电容组。
一种船舶直流组网电力推进系统的故障穿越方法，包括以下步骤：
第一步、第一柴油发电机组通过第一整流变频器与公共直流母线连接在一起，在公共直流母线上分别连接主推进电机逆变变频器和侧推进电机逆变变频器，主推进电机逆变变频器的输出端上连接主推进电机，在主推进电机的输出轴上连接主推进器，侧推进电机逆变变频器输出端上连接侧推进电机，在侧推进电机的输出轴上连接侧推进器；在公共直流母线上连接船舶日用负载逆变变频器，船舶日用负载逆变变频器的输出端通过变压器与船舶日用负载连接在一起，在公共直流母线上连接斩波器，在斩波器的输入端上连接超级电容组；
第二步、当第一柴油发电机组发生故障没有电流输出，公共直流母线上的电压开始下降时，控制斩波器导通，使超级电容组瞬间大功率向公共直流母线放电，从而维持公共直流母线的电压处于稳定状态；
第三步、当第二柴油机组启动并向公共直流母线输出电流后，控制斩波器断开，从而实现了第一柴油发电机组的故障穿越；
第四步、当第一柴油发电机组恢复正常工作后，第一柴油发电机组和第二柴油机组共同向公共直流母线输出电流时，控制斩波器导通，公共直流母线给超级电容组充电。
本发明通过在船舶直流组网电力推进系统中配置超级电容的方式，实现了柴油发电机组的故障穿越，超级电容最大优点在于能够快速地进行充放电，日常维护方便，循环寿命很长,充放电次数可达10万次以上，还可以实现短时间内的大功率输出。超级电容可以在船舶低负荷运转状态下，实现柴油发电机组的故障穿越。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的超级电容放电能量流示意图；
图3是本发明的超级电容充电能量流示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
一种船舶直流组网电力推进系统的故障穿越系统，包括第一柴油发电机组1，第一柴油发电机组1通过第一整流变频器2与公共直流母线5连接在一起，在公共直流母线5上分别连接有主推进电机逆变变频器6和侧推进电机逆变变频器9，主推进电机逆变变频器6的输出端上连接有主推进电机7，在主推进电机7的输出轴上连接有主推进器8，侧推进电机逆变变频器9输出端上连接有侧推进电机10，在侧推进电机10的输出轴上连接有侧推进器11；在公共直流母线5上连接有船舶日用负载逆变变频器12，船舶日用负载逆变变频器12的输出端通过变压器13与船舶日用负载14连接在一起，在公共直流母线5上连接有斩波器15，在斩波器15的输入端上连接有超级电容组16。
一种船舶直流组网电力推进系统的故障穿越方法，包括以下步骤：
第一步、第一柴油发电机组1通过第一整流变频器2与公共直流母线5连接在一起，在公共直流母线5上分别连接主推进电机逆变变频器6和侧推进电机逆变变频器9，主推进电机逆变变频器6的输出端上连接主推进电机7，在主推进电机7的输出轴上连接主推进器8，侧推进电机逆变变频器9输出端上连接侧推进电机10，在侧推进电机10的输出轴上连接侧推进器11；在公共直流母线5上连接船舶日用负载逆变变频器12，船舶日用负载逆变变频器12的输出端通过变压器13与船舶日用负载14连接在一起，在公共直流母线5上连接斩波器15，在斩波器15的输入端上连接超级电容组16；
第二步、当第一柴油发电机组1发生故障没有电流输出，公共直流母线5上的电压开始下降时，控制斩波器15导通，使超级电容组16瞬间大功率向公共直流母线5放电，从而维持公共直流母线5的电压处于稳定状态；
第三步、当第二柴油机组3启动并向公共直流母线5输出电流后，控制斩波器15断开，从而实现了第一柴油发电机组1的故障穿越；
第四步、当第一柴油发电机组1恢复正常工作后，第一柴油发电机组1和第二柴油机组3共同向公共直流母线5输出电流时，控制斩波器15导通，公共直流母线5给超级电容组16充电。
图2所示是本发明的超级电容放电过程示意图，当船舶处于经济航速运行时，船舶直流组网电力推进系统便会只开启第一柴油发电机组1为船舶进行供电，这种情况下如果第一柴油发电机组1突然发生故障，公共直流母线5电压开始降低到低于设定值，而起动第二发电机组3需要至少30秒的时间，此时监测到船舶公共直流母线5电压低于设定值，超级电容组16便会开始放电，先通过斩波器15形成一个降压电路，将超级电容16放出的电流的电压降低到公共直流母线5设定的电压值，继而为公共直流母线5进行充电，短暂维持船舶公共直流母线5电压的稳定。待第二发电机组3启动之后，超级电容16便可以停止放电。
图3所示是本发明的超级电容充电过程示意图，在船舶电力充沛的情况下，可以利用第一柴油发电机组1和第二发电机组3通过船舶公共直流母线5对超级电容16进行充电，将电量存储起来，以备后期使用。
Claims (1)
1.一种船舶直流组网电力推进系统的故障穿越系统，包括第一柴油发电机组（1），第一柴油发电机组（1）通过第一整流变频器（2）与公共直流母线（5）连接在一起，在公共直流母线（5）上分别连接有主推进电机逆变变频器（6）和侧推进电机逆变变频器（9），主推进电机逆变变频器（6）的输出端上连接有主推进电机（7），在主推进电机（7）的输出轴上连接有主推进器（8），侧推进电机逆变变频器（9）输出端上连接有侧推进电机（10），在侧推进电机（10）的输出轴上连接有侧推进器（11）；在公共直流母线（5）上连接有船舶日用负载逆变变频器（12），船舶日用负载逆变变频器（12）的输出端是通过变压器（13）与船舶日用负载（14）连接在一起的，其特征在于，在公共直流母线（5）上连接有斩波器（15），在斩波器（15）的输入端上连接有超级电容组（16）。
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|---|---|---|---|---|
| CN107416165A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-12-01 | 山西汾西重工有限责任公司 | 船舶直流组网电力推进系统的故障穿越系统及其穿越方法 |
| CN114243732A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-25 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种基于超级电容器的船舶主电网电能质量控制系统 |
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- 2017-03-23 CN CN201720290931.9U patent/CN206679237U/zh active Active
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