CN208691146U - 改型多功能变频船舶电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及改型多功能变频船舶电源。该电源包括第一电路系统、第二电路系统和转换单元；所述第一电路系统包括负荷试验电路和整流逆变单元；所述第一电路系统与所述第二电路系统共用所述整流逆变单元，所述转换单元用于将所述整流逆变单元连接至所述第一电路系统中或者所述第二电路系统中；所述第一电路系统用于将发电机负荷试验的电能回馈给公用电网；所述第二电路系统用于对输入的电能的参数进行调整以输出不同频率的电能；还包括用于对公用电网的电能进行储存以及向公用电网释放电能的第三电路系统。可同时实现发电机负荷试验、回收利用发电机负荷试验的电能、输出不同频率的电能和储能及释能的功能，节省了重复的投入成本，可降低制造成本。

Description

改型多功能变频船舶电源

技术领域

本实用新型涉及电子电力技术领域，特别涉及一种多功能变频船舶电源。

背景技术

在船舶制造过程中，新船完成以后，船舶发电机都要做负荷试验，向船东、船检交验，为使得发电机负荷试验过程中的电能不浪费掉，中国专利文献ZL201420690045.1中提出采用能量回馈装置将负荷试验过程中发出的电回馈至公用电网以代替电阻消耗能量，这避免了大量电能的浪费；而同时由于各个船舶公司使用的电源都是特制电源(特别是海洋平台和国外船舶)，需要使用到变频电源，变频电源根据需要把船厂电源变换成船舶所需要的电源；为使得船舶顺利投入使用，又要使得船舶负荷试验的电能避免浪费，需要分别安装负荷试验模块、能量回馈装置、变频电源，便于新造船舶的发电机特性调试及其它设备调试所需要的电源，在一定程度上提高了船舶的制造成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中船舶的制造成本过高的问题，提出一种改型多功能变频船舶电源。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

改型多功能变频船舶电源，包括第一电路系统、第二电路系统和转换单元；所述第一电路系统包括负荷试验电路和整流逆变单元；所述第一电路系统与所述第二电路系统共用所述整流逆变单元，所述转换单元用于将所述整流逆变单元连接至所述第一电路系统中或者所述第二电路系统中；所述第一电路系统用于将发电机负荷试验的电能回馈给公用电网；所述第二电路系统用于对输入的电能的参数进行调整以输出不同频率的电能。

在一些优选的实施方式中，所述第二电路系统设有变频单元，所述变频单元与所述整流逆变单元连接形成变频支路。

在进一步优选的实施方式中，所述第二电路系统还包括第一控制单元，所述第一控制单元连接在所述第二电路系统的输入端与所述整流逆变单元之间，所述第一控制单元用于根据所述变频支路调整电路的参数。

在进一步优选的实施方式中，所述第二电路系统还包括第二控制单元，所述第二控制单元连接在所述第二电路系统的输出端与所述整流逆变单元之间，所述第二控制单元用于根据所述第二电路系统的输出端调整电路的参数。

在一些优选的实施方式中，还包括用于对公用电网的电能进行储存以及向公用电网释放电能的第三电路系统，所述第三电路系统与所述第一电路系统共用所述整流逆变单元，所述第三电路系统还包括与所述整流逆变单元连接的储能电路。

在进一步优选的实施方式中，所述储能电路包括依次连接的储能转换单元、充放电单元和蓄电设备，所述储能转换单元与所述整流逆变单元连接。

在进一步优选的实施方式中，所述第三电路系统还包括用于将光能转化为电能的太阳能单元，所述太阳能单元与所述储能转换单元连接。

在进一步优选的实施方式中，所述第三电路系统还设有用于使所述储能电路与所述整流逆变单元连通或断开的储能开关。

在进一步优选的实施方式中，所述第三电路系统还设有用于使所述太阳能单元与所述储能转换单元连通或断开的太阳能开关。

在一些优选的实施方式中，所述第一电路系统的两端分别用于与船舶发电机和公用电网连接，所述第二电路系统的两端分别用于与船厂电源和不同的船舶连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：

结合了将发电机负荷试验的电能回馈给公用电网的第一电路系统和对输入的电能的参数进行调整以输出不同频率的电能的第二电路系统，只需制造该改型多功能变频船舶电源就能同时实现发电机负荷试验的功能、回收利用发电机负荷试验的电能的功能和输出不同频率的电能的功能。第一电路系统和第二电路系统共用整流逆变单元。如此，节省了重复的投入成本，从而降低制造成本。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图；

图2示出图1的电路的一个工作状态；

图3示出图1的电路的另一个工作状态；

图4为本实用新型的一种变型方式的电路结构示意图；

图5示出图4的电路的一个工作状态；

图6示出图4的电路的另一个工作状态；

图7为本实用新型的另一种变型方式的电路结构示意图；

图8示出图7的电路的一个工作状态；

图9示出图7的电路的另一个工作状态。

具体实施方式

本实用新型适用于各种场合，比如船舶厂、发电站和化工厂，以船舶厂为例对本实用新型的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

参考图1，改型多功能变频船舶电源包括用于将发电机负荷试验的电能回馈给公用电网的第一电路系统100和用于对输入的电能的参数进行调整以输出不同频率的电能的第二电路系统200。发电机以船舶发电机11为例。

第一电路系统100的两端用于分别与船舶发电机11和公用电网16连接。第二电路系统200是变频电路，其具有整流和逆变的功能，其一端用于输入，另一端用于输出；对于船舶厂而言，第二电路系统200的一端与船厂电源连接，另一端和不同的船舶连接。

第一电路系统100和第二电路系统200可以是并联连接，也可以是两者具有公共的部分，比如共用整流逆变单元。

参考图1，第一电路系统100包括负荷试验电路14和整流逆变单元 20。负荷试验电路14用于对船舶发电机11进行负荷试验。整流逆变单元 20用于对电能进行整流和逆变，整流逆变单元20包括连接在一起的整流单元21和逆变单元22；电能可先经过整流单元21，然后再经过逆变单元 22；电能也可先经过逆变单元22，然后再经过整流单元21，可根据实际需要设定。

第一电路系统100与第二电路系统200共用整流逆变单元20。改型多功能变频船舶电源还包括转换单元12。转换单元12用于将整流逆变单元20连接至第一电路系统100中或者第二电路系统200中，从而实现整流逆变单元20的共用。转换单元12可以是固态开关或者机械开关，其具有至少两个可导通的方向，在一个方向导通时，整流逆变单元20连接至第一电路系统100中，在另一个方向导通时，整流逆变单元20连接至第二电路系统 200中。

参考图2和图5，转换单元12将整流逆变单元20连接至第一电路系统100中，此时，整流逆变单元20与第二电路系统200的连接是断开的。第一电路系统100的两端分别与船舶发电机11和公用电网16连接，也即第一电路系统100的输入端与船舶发电机11连接，输出端与公用电网16 连接。如此，负荷试验电路14也就与船舶发电机11连接，船舶发电机11 可通过负荷试验电路14进行负荷试验；负荷试验电路14可通过第一开关 13与船舶发电机11连接，第一开关13可以是固态开关或者机械开关；当然，负荷试验电路14也可以通过直接接线的方式与船舶发电机11连接。在负荷试验的过程中，第一电路系统100通过能量回馈技术，通过整流逆变单元20将船舶发电机11发出的电能变换成与公用电网16同频同相同幅值的电能，即先整流后逆变，可靠并入公用电网16，从而将船舶发电机11 老化测试过程中95％以上的电能充分利用，老化过程不发热，完全符合 ISO14001环境管理体系认证标准，全智能化控制老化进程，老化更高效、更稳定，实时记录各项老化数据，电源品质更有保证。

参考图3，转换单元12将整流逆变单元20连接至第二电路系统200 中，此时，整流逆变单元20与第一电路系统100的连接是断开的。第二电路系统200的两端分别与船厂电源和不同的船舶连接，也即第二电路系统 200的输入端与船厂电源连接，输出端与不同的船舶连接，参考图4，输入端为工频输入端31，输出端为变频输出端34。参考图3，负荷试验电路14 是断开的，船厂电源从工频输入端31输入，整流逆变单元20对电能进行整流处理和逆变处理，即先整流后逆变，第二电路系统200根据需要将电路的频率进行调整，可将船厂电源变换为各种船舶所需要的电源，然后电能经变频输出端34输出到不同的船舶。

根据上述可知，改型多功能变频船舶电源结合了将船舶发电机11负荷试验的电能回馈给公用电网16的第一电路系统100和对输入的电能的参数进行调整以输出不同频率的电能的第二电路系统200。在船舶制造过程中只需制造该多功能变频船舶电源就能同时实现船舶发电机负荷试验的功能、回收利用船舶发电机负荷试验的电能的功能和将船厂电源连接至各种船舶的功能。第一电路系统100和第二电路系统200共用整流逆变单元20，可简化电路。如此，节省了重复的投入成本，从而降低船舶的制造成本。

基于上述内容对本实用新型进行说明：

参考图4，为实现变频功能，第二电路系统200可采用现有的变频电路，也可通过设置变频单元24来使其具备变频的功能。变频单元24与整流逆变单元20连接形成变频支路。变频单元24用于对电路的频率进行调整，可采用变频器作为变频单元24。变频单元24可通过第二开关23与整流逆变单元20连接，便于控制开通和关断。

参考图4，在一些情况下，需要对进入变频支路的电能进行变换，进而使电能可以被变频支路变换。对此，第二电路系统200还包括第一控制单元32，第一控制单元32连接在第二电路系统200的工频输入端31与整流逆变单元20之间，第一控制单元32用于根据变频支路调整电路的参数，比如调整波形、电压、电流等；第一控制单元32的一端与输入端31连接，另一端可通过转换单元12与整流逆变单元20连接。参考图6，船厂电源从工频输入端31输入，由第一控制单元32对电路的参数进行调整，整流逆变单元20对电能进行整流处理和逆变处理，变频单元24根据需要将电路的频率进行调整，比如根据船舶的需要将频率调整为55Hz，然后电能经变频输出端34输出到船舶。

参考图4，在一些情况下，不仅要对进入变频支路的电能进行变换，也还要对从变频支路输出的电能进行变换。对此，第二电路系统200还包括第二控制单元33，第二控制单元33连接在第二电路系统200的输出端与整流逆变单元20之间，第二控制单元33用于根据第二电路系统200的输出端调整电路的参数，比如调整波形、电压、电流等；第二控制单元33的一端与变频输出端34连接，另一端可通过输出开关15与整流逆变单元 20连接。参考图6，船厂电源从输入端31输入，由第一控制单元32对电路的参数进行调整，整流逆变单元20对电能进行整流处理和逆变处理，变频单元24根据需要将电路的频率进行调整，第二控制单元33再根据变频输出端34来调节电路的参数，比如波形、电压、电流等，然后电能经变频输出端34输出到船舶。这样可提高本实用新型的适用性。

参考图4，改型多功能变频船舶电源包括回馈电路系统2，回馈电路系统2 包括整流逆变单元20和变频支路，整流逆变单元20包括整流单元21和逆变单元22，变频支路包括整流单元21、逆变单元22、第二开关23和变频单元24，整流逆变单元20和变频支路共用整流模块21和逆变模块22。改型多功能变频船舶电源设置两个输入端和两个输出端。第一输入端经过转换开关12连接负荷试验单元14和整流逆变单元20，再通过输出开关15连接至第一输出端，如此便形成第一电路系统。第二输入端经过转换开关12 连接变频支路，再通过输出开关15连接至第二输出端，如此便形成第二电路系统。第一输入端用于与船舶发电机11连接，第一输出端用于与公用电网16连接；第二输入端(也即工频输入端31)用于与船厂电源连接，第二输出端(也即变频输出端34)用于与不同的船舶连接。

基于上述内容对本实用新型进行说明：

参考图7，改型多功能变频船舶电源还包括用于对公用电网16的电能进行储存以及向公用电网16释放电能的第三电路系统300，第三电路系统300 包括与整流逆变单元20连接的储能电路40。第三电路系统300与第一电路系统100共用整流逆变单元20，简化了电路，也有利于降低成本。

参考图7，储能电路40的一种示例的形式是：包括依次连接的储能转换单元42、充放电单元43和蓄电设备44，储能转换单元42与整流逆变单元20连接。储能转换单元42可通过储能开关41与整流逆变单元20连接，便于控制与整流逆变单元20的连通或断开，储能开关41可以为固态开关或者机械开关。

参考图8，公用电网16的电能经过整流逆变单元20，再经过开关41 和储能转换单元42以及充放电单元43向蓄电设备44充电。用户可以根据自己的需要选择容量大或小的蓄电池组作为蓄电设备44，把电网用电低谷时的电能进行储存，待电网用电高峰时进行放电，平衡用电高峰与低谷的电费成本，也可以避免用电高峰的限制用电的短缺。

参考图7，第三电路系统300还包括用于将光能转化为电能的太阳能单元52，太阳能单元52与储能转换单元42连接。太阳能单元52可通过太阳能开关51与储能转换单元42连接，便于控制与储能转换单元42的连通或断开，太阳能开关51可以为固态开关或者机械开关。参考图9，太阳能板(图中未示出)产生的电能通过太阳能单元52转换，经过太阳能开关51和储能转换单元42以及充放电单元43向蓄电设备44充电，从而进行能量储存；或者经过储能开关41和整流逆变单元20，通过输出开关15向公用电网16的用户供电。

参考图8，本实用新型可实现应急电源及不间断电源功能，其原理是：平时用公用电网16通过输出开关15合闸，经过整流逆变单元20，再经过储能开关41和储能转换单元42及充放电单元43向蓄电设备44充电；在储能转换单元42中设置断电转换功能，当用户断电时，迅速通过储能转换单元42设置的断电转换功能，蓄电设备44的电能通过储能转换单元42、储能开关41、整流逆变单元20以及输出开关15流向公用电网16中的断电用户，或者经过第二电路系统200变频输出用户需要的电能。可根据供电时间及供电电量确定蓄电设备44的容量。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.改型多功能变频船舶电源，其特征在于：包括第一电路系统、第二电路系统和转换单元；所述第一电路系统包括负荷试验电路和整流逆变单元；所述第一电路系统与所述第二电路系统共用所述整流逆变单元，所述转换单元用于将所述整流逆变单元连接至所述第一电路系统中或者所述第二电路系统中；所述第一电路系统用于将发电机负荷试验的电能回馈给公用电网；所述第二电路系统用于对输入的电能的参数进行调整以输出不同频率的电能；还包括用于对公用电网的电能进行储存以及向公用电网释放电能的第三电路系统，所述第三电路系统与所述第一电路系统共用所述整流逆变单元，所述第三电路系统还包括与所述整流逆变单元连接的储能电路；所述储能电路包括依次连接的储能转换单元、充放电单元和蓄电设备，所述储能转换单元与所述整流逆变单元连接；所述第三电路系统还包括用于将光能转化为电能的太阳能单元，所述太阳能单元与所述储能转换单元连接；所述第三电路系统还设有用于使所述储能电路与所述整流逆变单元连通或断开的储能开关；所述第三电路系统还设有用于使所述太阳能单元与所述储能转换单元连通或断开的太阳能开关；所述第三电路系统还包括太阳能板，所述太阳能单元可对所述太阳能板产生的电能进行转换；所述储能转换单元为可设置断电转换的单元。

2.根据权利要求1所述的改型多功能变频船舶电源，其特征在于：所述第二电路系统设有变频单元，所述变频单元与所述整流逆变单元连接形成变频支路。

3.根据权利要求2所述的改型多功能变频船舶电源，其特征在于：所述第二电路系统还包括第一控制单元，所述第一控制单元连接在所述第二电路系统的输入端与所述整流逆变单元之间，所述第一控制单元用于根据所述变频支路调整电路的参数。

4.根据权利要求2所述的改型多功能变频船舶电源，其特征在于：所述第二电路系统还包括第二控制单元，所述第二控制单元连接在所述第二电路系统的输出端与所述整流逆变单元之间，所述第二控制单元用于根据所述第二电路系统的输出端调整电路的参数。

5.根据权利要求1至4任一项所述的改型多功能变频船舶电源，其特征在于：所述第一电路系统的两端分别用于与船舶发电机和公用电网连接，所述第二电路系统的两端分别用于与船厂电源和不同的船舶连接。