一種智能岸電系統(tǒng)及并網(wǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能岸電系統(tǒng)，包括變頻電源、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器，所述變頻電源包括整流模塊、逆變模塊、母線、變頻電源控制器、通訊模塊、電網(wǎng)采樣模塊；所述整流模塊、母線、逆變模塊、變頻電源控制器、電網(wǎng)采樣模塊、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器依次連接，所述電網(wǎng)采樣模塊實(shí)時(shí)獲取外部船舶電網(wǎng)信息，并將外部船舶電網(wǎng)信息傳輸至所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器根據(jù)所述船舶電網(wǎng)信息控制所述切換網(wǎng)絡(luò)切換電網(wǎng)制式匹配所述船舶電網(wǎng)，并生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述外部船舶電網(wǎng)信息與所述岸電電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述逆變模塊與所述電抗器連接，電壓穩(wěn)定后，所述變頻電源控制器通過(guò)通訊模塊控制外部船舶輔機(jī)與船舶電網(wǎng)斷開(kāi)。
【專利說(shuō)明】一種智能岸電系統(tǒng)及并網(wǎng)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及岸電系統(tǒng)，尤其涉及一種智能識(shí)別船舶電網(wǎng)無(wú)擾切換的岸電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]船舶在港區(qū)航行及靠港期間，主要利用柴油發(fā)電機(jī)組(輔機(jī))發(fā)電來(lái)滿足船舶用電需求，船舶使用自帶的柴油發(fā)電機(jī)組需要燃燒大量的船舶燃料油(重油或柴油)，在消耗燃油獲得電力的同時(shí)，船舶產(chǎn)生污染物排放。中國(guó)作為世界上最大的碳排放國(guó)，已向全世界做出“到2020年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%?45%”的承諾。交通運(yùn)輸部明確提出積極推進(jìn)靠港船舶使用岸電，力爭(zhēng)新建碼頭和船舶配套建設(shè)靠港船舶使用岸電的設(shè)備設(shè)施，在國(guó)際郵輪碼頭、主要客運(yùn)碼頭、內(nèi)河主要港口以及30%大型集裝箱碼頭和散貨碼頭實(shí)現(xiàn)靠港船舶使用岸電”。
[0003]大型穩(wěn)壓電源的技術(shù)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)比較成熟，但船舶連接岸電存在便捷性和適應(yīng)性的問(wèn)題。
[0004]一般使用岸電需先停用船舶自身供電系統(tǒng)(柴油發(fā)電機(jī)組)，然后再接入岸電電源，使用完畢后，需先斷開(kāi)岸電電源，后接入自身供電系統(tǒng)。接入和斷開(kāi)操作復(fù)雜，而且啟動(dòng)過(guò)程內(nèi)部設(shè)備沖擊大。為保護(hù)設(shè)備安全，需采用順序啟動(dòng)的方式，減少電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)設(shè)備的沖擊，耗時(shí)較長(zhǎng)。如果?？繒r(shí)間短暫，接入和斷開(kāi)岸電的操作時(shí)間占用比例過(guò)大，影響船舶自身工作效率。
[0005]因此，造成部分船舶不愿接入岸電系統(tǒng)。所以需求無(wú)擾動(dòng)切換技術(shù)的突破，但是目前現(xiàn)有技術(shù)中，主要的無(wú)擾動(dòng)切換技術(shù)有以下幾種:
[0006]①引入額外電機(jī)控制。但此方法需引入額外電機(jī)，前期費(fèi)用高，而且電力傳輸效率低。
[0007]②加入船舶通訊電網(wǎng)檢查裝置，并控制船舶電網(wǎng)并入岸電時(shí)刻。此方法不能適應(yīng)多種用電制式，如60Hz時(shí)，市電無(wú)法并網(wǎng)。
[0008]③采用高低壓變頻器。此方法直接并入，會(huì)有瞬態(tài)沖擊，而且穩(wěn)定時(shí)間慢，脫開(kāi)時(shí)間無(wú)法精確決定，影響船舶設(shè)備安全。
[0009]因此，能夠適用多種電制式，如何使船舶電網(wǎng)無(wú)擾動(dòng)并網(wǎng)成為亟待解決的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有岸電不能適用多種電制式，且并網(wǎng)產(chǎn)生瞬態(tài)沖擊，影響船舶設(shè)備安全的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種智能岸電系統(tǒng)，具體技術(shù)方案如下:
[0011]一種智能岸電系統(tǒng)，包括變頻電源、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器，所述變頻電源包括整流模塊、逆變模塊、母線、變頻電源控制器、通訊模塊、電網(wǎng)采樣模塊；所述整流模塊、母線、逆變模塊、變頻電源控制器、電網(wǎng)采樣模塊、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器依次連接，所述通訊模塊與所述變頻電源控制器連接，所述母線與所述變頻電源控制器連接；所述電網(wǎng)采樣模塊通過(guò)采樣線連接外部船舶供電電纜，所述電網(wǎng)采樣模塊實(shí)時(shí)獲取外部船舶電網(wǎng)信息，并將外部船舶電網(wǎng)信息傳輸至所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器根據(jù)所述船舶電網(wǎng)信息控制所述切換網(wǎng)絡(luò)切換電網(wǎng)制式匹配所述船舶電網(wǎng)，并生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述外部船舶電網(wǎng)信息與所述岸電電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述逆變模塊與所述電抗器連接，電壓穩(wěn)定后，所述變頻電源控制器通過(guò)通訊模塊控制外部船舶輔機(jī)與船舶電網(wǎng)斷開(kāi)。
[0012]進(jìn)一步的，所述切換網(wǎng)絡(luò)包括多組真空接觸器和變壓器，所述變頻電源控制器根據(jù)所述外部船舶電網(wǎng)信息，調(diào)整所述變壓器參數(shù)和多組真空接觸器以控制逆變模塊輸出電壓與所述外部船舶電網(wǎng)信息匹配。
[0013]進(jìn)一步的，所述逆變模塊與所述電抗器之間連接有第一真空接觸器，所述外部船舶電網(wǎng)信息與所述岸電電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述第一真空接觸器合閘。
[0014]進(jìn)一步的，所述的岸電電網(wǎng)信息為變頻電源輸出電壓的頻率、相位和幅值中的至少一個(gè)；所述外部船舶電網(wǎng)信息為船舶電網(wǎng)電壓的頻率、相位和幅值中的至少一個(gè)。
[0015]進(jìn)一步的，所述變頻電源還包括母線采樣模塊，所述母線采樣模塊與所述母線和所述變頻電源控制器均連接，所述母線采樣模塊獲取所述母線的瞬時(shí)電壓信息，并將所述電壓信息傳輸給所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器采用母線補(bǔ)償算法，提高變頻電源輸出響應(yīng)。
[0016]進(jìn)一步的，所述電網(wǎng)采樣模塊通過(guò)兩條采樣線分別連接外部船舶電網(wǎng)三項(xiàng)電中的任意兩相，所述采樣模塊獲取所述兩相電壓信號(hào)，并將所述電壓信號(hào)傳輸至所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器通過(guò)識(shí)別算法，得出所述外部船舶電網(wǎng)信息。
[0017]進(jìn)一步的，包括第二真空接觸器，所述變頻電源通過(guò)所述第二真空接觸器與岸電電網(wǎng)連接/斷開(kāi)，所述采樣模塊獲取變頻電源回路電流信息，并將所述電流信息傳輸至所述變頻電源控制器，若所述電流信息超出預(yù)置電流范圍，所述變頻電源控制器控制所述第二真空接觸器斷開(kāi)。
[0018]一種岸電系統(tǒng)的并網(wǎng)方法，包括如下步驟:
[0019]所述電網(wǎng)采樣模塊實(shí)時(shí)獲取所述外部船舶電網(wǎng)信息，并將所述外部船舶電網(wǎng)信息發(fā)送至所述變頻電源控制器；
[0020]所述變頻電源控制器根據(jù)所述外部船舶電網(wǎng)信息控制切換網(wǎng)絡(luò)切換到與所述外部船舶電網(wǎng)電制匹配；
[0021]所述變頻電源控制器生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述岸電電網(wǎng)信息與所述外部船舶電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制岸電電網(wǎng)與所述外部船舶電網(wǎng)并網(wǎng)；
[0022]所述變頻電源控制器通過(guò)所述通訊模塊控制外部船舶輔機(jī)與所述船舶電網(wǎng)斷開(kāi)。
[0023]進(jìn)一步的，所述變頻電源控制器控制岸電電網(wǎng)與所述外部船舶電網(wǎng)并網(wǎng)之后，所述方法還包括步驟:
[0024]通過(guò)提高變頻電源輸出電壓幅值，將外部船舶負(fù)載由船舶輔機(jī)供電轉(zhuǎn)移到岸電電網(wǎng)供電。
[0025]進(jìn)一步的，所述變頻電源控制器生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述岸電電網(wǎng)信息與所述外部船舶電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制岸電電網(wǎng)與所述外部船舶電網(wǎng)連接的具體步驟包括:
[0026]所述變頻電源控制器根據(jù)變頻電源輸出電壓頻率和幅值通過(guò)鎖相算法，生電壓相位信息，當(dāng)變頻電源輸出電壓與所述外部船舶電網(wǎng)同頻同相同幅時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述第一真空接觸器合閘，所述岸電電網(wǎng)與所述外部船舶電網(wǎng)并網(wǎng)。
[0027]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種智能岸電系統(tǒng)，其主要有益效果在于:本發(fā)明通過(guò)電網(wǎng)采樣模塊獲取船舶的電壓頻率、相位和幅值信息，采樣線纜無(wú)需上船，連接方便，檢測(cè)精度高，速度快；通過(guò)切換網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)切換供電制式匹配船舶電網(wǎng)，無(wú)需人工干預(yù)，更智能化，正確率高；通過(guò)變頻電源智能控制，電壓輸出響應(yīng)迅速、精確、穩(wěn)定性好；通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與船舶通訊，控制船舶上真空接觸器動(dòng)作，以配合變頻器電壓輸出，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)并網(wǎng)，采用無(wú)線以太網(wǎng)通訊，技術(shù)成熟，容錯(cuò)性能好，可支持多種船舶自帶協(xié)議，兼容性好，無(wú)需通信線路上船，簡(jiǎn)化上船線纜連接；并網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行幾個(gè)周期，船舶電網(wǎng)穩(wěn)定后船舶供電系統(tǒng)脫離，電網(wǎng)無(wú)沖擊，并網(wǎng)過(guò)程不影響負(fù)載運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾并網(wǎng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1智能岸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2智能岸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框示意圖。
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3智能岸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用來(lái)限定本發(fā)明。
[0032]實(shí)施例1
[0033]請(qǐng)參閱圖1，圖1為智能岸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框示意圖。
[0034]本發(fā)明提供一種智能岸電系統(tǒng)，包括變頻電源、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器，所述電抗器為三項(xiàng)電抗器，所述變頻電源包括整流模塊、逆變模塊、母線、變頻電源控制器、通訊模塊、電網(wǎng)采樣模塊；所述整流模塊、母線、逆變模塊、變頻電源控制器、電網(wǎng)采樣模塊、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器依次連接，所述通訊模塊與所述變頻電源控制器連接，所述母線與所述變頻電源控制器連接；所述電網(wǎng)采樣模塊通過(guò)采樣線連接外部船舶供電電纜，所述電網(wǎng)采樣模塊實(shí)時(shí)獲取外部船舶電網(wǎng)信息，并將外部船舶電網(wǎng)信息傳輸至所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器根據(jù)所述船舶電網(wǎng)信息控制所述切換網(wǎng)絡(luò)切換電網(wǎng)制式匹配所述船舶電網(wǎng)，并生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述外部船舶電網(wǎng)信息與所述岸電電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述逆變模塊與所述電抗器連接，電壓穩(wěn)定后，所述變頻電源控制器通過(guò)通訊模塊控制外部船舶輔機(jī)與外部船舶電網(wǎng)斷開(kāi)。所述通訊模塊為以太網(wǎng)通訊模塊，所述外部船舶包括通訊模塊，所述智能岸電系統(tǒng)與所述外部船舶通信連接。
[0035]需要說(shuō)明是，所述的岸電電網(wǎng)信息為變頻電源輸出電壓的頻率、相位和幅值中的至少一個(gè)；所述外部船舶電網(wǎng)信息為船舶電網(wǎng)電壓的頻率、相位和幅值中的至少一個(gè)。
[0036]進(jìn)一步的，所述切換網(wǎng)絡(luò)包括多組真空接觸器和變壓器，所述變頻電源控制器根據(jù)所述外部船舶電網(wǎng)信息，調(diào)整所述變壓器參數(shù)和多組真空接觸器的合閘比例以控制逆變模塊輸出電壓與所述外部船舶電網(wǎng)信息匹配。
[0037]實(shí)施例2
[0038]請(qǐng)參閱圖2，圖2為智能岸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框示意圖。
[0039]本發(fā)明提供一種智能岸電系統(tǒng)，包括變頻電源、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器，所述變頻電源包括整流模塊、逆變模塊、母線、變頻電源控制器、通訊模塊、電網(wǎng)采樣模塊；所述整流模塊、母線、逆變模塊、變頻電源控制器、電網(wǎng)采樣模塊、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器依次連接，所述通訊模塊與所述變頻電源控制器連接，所述母線與所述變頻電源控制器連接；所述逆變模塊與所述電抗器之間連接有第一真空接觸器，所述電網(wǎng)采樣模塊通過(guò)采樣線連接外部船舶供電電纜，所述電網(wǎng)采樣模塊實(shí)時(shí)獲取外部船舶電網(wǎng)信息，并將外部船舶電網(wǎng)信息傳輸至所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器根據(jù)所述船舶電網(wǎng)信息控制所述切換網(wǎng)絡(luò)切換電網(wǎng)制式匹配所述船舶電網(wǎng)，并生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述外部船舶電網(wǎng)信息與所述岸電電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述第一真空接觸器合閘，電壓穩(wěn)定后，所述變頻電源控制器通過(guò)通訊模塊控制外部船舶輔機(jī)與船舶電網(wǎng)斷開(kāi)。
[0040]需要說(shuō)明的是，所述的岸電電網(wǎng)信息為變頻電源輸出電壓的頻率、相位和幅值中的至少一個(gè)；所述外部船舶電網(wǎng)信息為船舶電網(wǎng)電壓的頻率、相位和幅值中的至少一個(gè)。
[0041]進(jìn)一步的，所述切換網(wǎng)絡(luò)包括多組真空接觸器和變壓器，所述變頻電源控制器根據(jù)所述外部船舶電網(wǎng)信息，調(diào)整所述變壓器參數(shù)和多組真空接觸器以控制逆變模塊輸出電壓與所述外部船舶電網(wǎng)信息匹配。
[0042]可以理解的是，船舶電網(wǎng)進(jìn)一步包括第三真空接觸器和第四真空接觸器，所述變頻電源控制器通過(guò)以太網(wǎng)通訊模塊控制所述第三真空接觸器和所述第四真空接觸器，所述變頻電源控制器通過(guò)控制所述第三真空接觸器的合閘/開(kāi)閘以控制所述船舶電網(wǎng)與所述岸電電網(wǎng)連接/斷開(kāi)。所述變頻電源控制器通過(guò)控制所述第四真空接觸器的合閘/開(kāi)閘以控制所述外部船舶輔機(jī)與所述船舶電網(wǎng)的連接/斷開(kāi)。
[0043]可以理解的是，假設(shè)岸上三相高壓電網(wǎng)是6600V/50HZ，船舶電網(wǎng)是690V/60Hz，低壓上船，接入岸電電網(wǎng)過(guò)程如下:
[0044]船舶靠岸后，船舶由輔機(jī)供電，以保證船舶電網(wǎng)供電穩(wěn)定，所述第三真空接觸器斷開(kāi)，所述第一真空接觸器斷開(kāi)，接入采樣線纜LI。
[0045]如圖2所示，所述電網(wǎng)采樣模塊采樣線纜連接在線路A點(diǎn)上。所述電網(wǎng)采樣模塊兩條采樣線分別連接三相電中的任意兩相，所述采樣線纜接入后，所述電網(wǎng)采樣模塊獲取所述外部船舶電網(wǎng)三項(xiàng)中的兩相電壓信號(hào)，并將所述電壓信號(hào)傳輸至所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器通過(guò)識(shí)別算法，得出A電的電壓頻率、相位和幅值信息，因?yàn)锳點(diǎn)通過(guò)采樣線連接船舶電網(wǎng)，所述A點(diǎn)的電壓信息為所述外部船舶電網(wǎng)的電壓信息。
[0046]所述變頻電源控制器根據(jù)已經(jīng)錄入變頻電源控制器內(nèi)的切換網(wǎng)絡(luò)變壓器參數(shù)，以及識(shí)別到的690V/60HZ電壓信息，調(diào)整所述切換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多組真空接觸器使得電壓輸入輸出比為9:1，通過(guò)所述變頻電源控制器計(jì)算，自動(dòng)調(diào)整所述逆變模塊輸出幅值為6210V的電壓以滿足外部船舶電壓690V低壓上船需求，并調(diào)整輸出電壓頻率至60Hz。
[0047]需要說(shuō)明的是，調(diào)整所述多組真空接觸器改變輸入輸出電壓比，所述輸入輸出電壓比值設(shè)定有多種，例如9:1、5:2、3:5、1:3等，根據(jù)輸入和需要輸出的電壓比值調(diào)整所述切換網(wǎng)絡(luò)中的多組真空接觸器，如果需增加新的供電制式，只需在切換網(wǎng)絡(luò)中增加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換單元，并對(duì)所述智能岸電系統(tǒng)錄入新的轉(zhuǎn)換單元參數(shù)，以迅速實(shí)現(xiàn)新制式的接入。
[0048]所述變頻電源控制器控制所述逆變模塊輸出電壓為690V/60HZ，變頻電源控制器采用鎖相算法，通過(guò)電網(wǎng)采樣模塊獲取船舶電網(wǎng)的電壓相位信息，實(shí)時(shí)獲取所述船舶電網(wǎng)信息，當(dāng)變頻電源輸出電壓與所述外部船舶電壓達(dá)到同頻同相同幅時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述第一真空接觸器和所述第三真空接觸器合閘，此時(shí)所述岸電電網(wǎng)并入外部船舶電網(wǎng)。穩(wěn)定并網(wǎng)后，通過(guò)提高輸出電壓幅值，將船上負(fù)載從船舶輔機(jī)供電轉(zhuǎn)移到岸電供電。穩(wěn)定并網(wǎng)后，所述變頻電源控制器通過(guò)通訊模塊控制所述第四真空接觸器分閘，完成船舶電網(wǎng)無(wú)擾切換過(guò)程。
[0049]需要說(shuō)明的是，所述智能岸電系統(tǒng)對(duì)于低壓上船和高壓上船均適用，假定船舶電網(wǎng)為690V/60HZ，岸電系統(tǒng)識(shí)別到船舶電網(wǎng)參數(shù)后，判定為低壓上船。岸電系統(tǒng)通過(guò)已經(jīng)錄入變頻電源控制器內(nèi)的切換網(wǎng)絡(luò)變壓器參數(shù)，以及識(shí)別到的690V/60HZ電壓信息，調(diào)整多組真空接觸器來(lái)滿足低壓輸出需求，并計(jì)算輸出電壓頻率、相位和幅值。
[0050]假定船舶電網(wǎng)為6600V/60HZ，岸電系統(tǒng)識(shí)別到船舶電網(wǎng)參數(shù)后，判定為高壓上船。岸電系統(tǒng)通過(guò)已經(jīng)錄入變頻電源控制器內(nèi)的切換網(wǎng)絡(luò)變壓器參數(shù)，以及識(shí)別到的6600V/60HZ電壓信息，調(diào)整多組真空接觸器滿足高壓輸出需求，并計(jì)算輸出電壓頻率、相位和幅值。
[0051]實(shí)施例3
[0052]請(qǐng)參閱圖3，圖3為智能岸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框示意圖。
[0053]一種智能岸電系統(tǒng)，包括變頻電源、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器，所述變頻電源包括整流模塊、逆變模塊、母線、變頻電源控制器、通訊模塊、電網(wǎng)采樣模塊；所述整流模塊、母線、逆變模塊、變頻電源控制器、電網(wǎng)采樣模塊、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器依次連接，所述通訊模塊與所述變頻電源控制器連接，所述母線與所述變頻電源控制器連接；所述電網(wǎng)采樣模塊通過(guò)采樣線連接外部船舶供電電纜，所述電網(wǎng)采樣模塊實(shí)時(shí)獲取外部船舶電網(wǎng)信息，并將外部船舶電網(wǎng)信息傳輸至所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器根據(jù)所述船舶電網(wǎng)信息控制所述切換網(wǎng)絡(luò)切換電網(wǎng)制式匹配所述船舶電網(wǎng)，并生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述外部船舶電網(wǎng)信息與所述岸電電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述逆變模塊與所述電抗器連接，電壓穩(wěn)定后，所述變頻電源控制器通過(guò)通訊模塊控制外部船舶輔機(jī)與船舶電網(wǎng)斷開(kāi)。
[0054]進(jìn)一步的，所述變頻電源還包括母線采樣模塊，所述母線采樣模塊與所述母線和所述變頻電源控制器均連接，當(dāng)輸入電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)，波動(dòng)信號(hào)直接反應(yīng)在主回路的母線上，所述母線采樣模塊獲取所述母線的瞬時(shí)電壓信息，并將所述電壓信息傳輸給所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器采用母線補(bǔ)償算法，提高變頻電源輸出響應(yīng)。
[0055]為確保所述智能岸電系統(tǒng)供電安全，所述智能岸電系統(tǒng)還包括第二真空接觸器，所述變頻電源通過(guò)所述第二真空接觸器與岸電電網(wǎng)連接/斷開(kāi)，所述采樣模塊獲取變頻電源回路電流信息，并將所述電流信息傳輸至所述變頻電源控制器，若所述電流信息超出預(yù)置電流范圍，所述變頻電源控制器控制所述第二真空接觸器斷開(kāi)。
[0056]實(shí)施例4
[0057]在實(shí)施例1-實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供一種智能岸電系統(tǒng)的并網(wǎng)方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0058]S1:所述電網(wǎng)采樣模塊實(shí)時(shí)獲取所述外部船舶電網(wǎng)信息，并將所述外部船舶電網(wǎng)信息發(fā)送至所述變頻電源控制器。
[0059]S2:所述變頻電源控制器根據(jù)所述外部船舶電網(wǎng)信息控制切換網(wǎng)絡(luò)切換到與所述外部船舶電網(wǎng)電制匹配。
[0060]S3:所述變頻電源控制器生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述岸電電網(wǎng)信息與所述外部船舶電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制岸電電網(wǎng)與所述外部船舶電網(wǎng)并網(wǎng)。
[0061]S31:所述變頻電源控制器根據(jù)變頻電源輸出電壓頻率和幅值通過(guò)鎖相算法，生電壓相位信息。
[0062]S32:當(dāng)變頻電源輸出電壓與所述外部船舶電網(wǎng)同頻同相同幅時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述第一真空接觸器合閘，所述岸電電網(wǎng)與所述外部船舶電網(wǎng)并網(wǎng)。
[0063]S4:通過(guò)提高變頻電源輸出電壓幅值，將外部船舶負(fù)載由船舶輔機(jī)供電轉(zhuǎn)移到岸電電網(wǎng)供電。
[0064]S5:電壓穩(wěn)定后，所述變頻電源控制器通過(guò)所述通訊模塊控制外部船舶輔機(jī)與所述船舶電網(wǎng)斷開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)岸電電網(wǎng)與外部船舶電網(wǎng)無(wú)擾并網(wǎng)。
[0065]應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種智能岸電系統(tǒng)，其特征在于，包括變頻電源、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器，所述變頻電源包括整流模塊、逆變模塊、母線、變頻電源控制器、通訊模塊、電網(wǎng)采樣模塊；所述整流模塊、母線、逆變模塊、變頻電源控制器、電網(wǎng)采樣模塊、切換網(wǎng)絡(luò)和電抗器依次連接，所述通訊模塊與所述變頻電源控制器連接，所述母線與所述變頻電源控制器連接；所述電網(wǎng)采樣模塊通過(guò)采樣線纜連接外部船舶供電電纜，所述電網(wǎng)采樣模塊實(shí)時(shí)獲取外部船舶電網(wǎng)信息，并將外部船舶電網(wǎng)信息傳輸至所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器根據(jù)所述船舶電網(wǎng)信息控制所述切換網(wǎng)絡(luò)切換電網(wǎng)制式匹配所述船舶電網(wǎng)，并生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述外部船舶電網(wǎng)信息與所述岸電電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述逆變模塊與所述電抗器連接，電壓穩(wěn)定后，所述變頻電源控制器通過(guò)通訊模塊控制外部船舶輔機(jī)與船舶電網(wǎng)斷開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能岸電系統(tǒng)，其特征在于，所述切換網(wǎng)絡(luò)包括多組真空接觸器和變壓器，所述變頻電源控制器根據(jù)所述外部船舶電網(wǎng)信息，調(diào)整所述變壓器參數(shù)和多組真空接觸器以控制逆變模塊輸出電壓與所述外部船舶電網(wǎng)信息匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能岸電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變模塊與所述電抗器之間連接有第一真空接觸器，所述外部船舶電網(wǎng)信息與所述岸電電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述第一真空接觸器合閘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的智能岸電系統(tǒng)，其特征在于，所述的岸電電網(wǎng)信息為變頻電源輸出電壓的頻率、相位和幅值中的至少一個(gè)；所述外部船舶電網(wǎng)信息為船舶電網(wǎng)電壓的頻率、相位和幅值中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能岸電系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻電源還包括母線采樣模塊，所述母線采樣模塊與所述母線和所述變頻電源控制器均連接，所述母線采樣模塊獲取所述母線的瞬時(shí)電壓信息，并將所述電壓信息傳輸給所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器采用母線補(bǔ)償算法，提高變頻電源輸出響應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能岸電系統(tǒng)，其特征在于，所述電網(wǎng)采樣模塊通過(guò)兩條采樣線分別連接外部船舶電網(wǎng)三項(xiàng)電中的任意兩相，所述采樣模塊獲取所述兩相電壓信號(hào)，并將所述電壓信號(hào)傳輸至所述變頻電源控制器，所述變頻電源控制器通過(guò)識(shí)別算法，得出所述外部船舶電網(wǎng)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能岸電系統(tǒng)，其特征在于，包括第二真空接觸器，所述變頻電源通過(guò)所述第二真空接觸器與岸電電網(wǎng)連接/斷開(kāi)，所述采樣模塊獲取變頻電源回路電流信息，并將所述電流信息傳輸至所述變頻電源控制器，若所述電流信息超出預(yù)置電流范圍，所述變頻電源控制器控制所述第二真空接觸器斷開(kāi)。
8.—種權(quán)利要求1-7任一所述的岸電系統(tǒng)的并網(wǎng)方法，其特征在于，包括如下步驟: 所述電網(wǎng)采樣模塊實(shí)時(shí)獲取所述外部船舶電網(wǎng)信息，并將所述外部船舶電網(wǎng)信息發(fā)送至所述變頻電源控制器； 所述變頻電源控制器根據(jù)所述外部船舶電網(wǎng)信息控制切換網(wǎng)絡(luò)切換到與所述外部船舶電網(wǎng)電制匹配； 所述變頻電源控制器生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述岸電電網(wǎng)信息與所述外部船舶電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制岸電電網(wǎng)與所述外部船舶電網(wǎng)并網(wǎng)； 所述變頻電源控制器通過(guò)所述通訊模塊控制外部船舶輔機(jī)與所述船舶電網(wǎng)斷開(kāi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的岸電系統(tǒng)的并網(wǎng)方法，其特征在于，所述變頻電源控制器控制岸電電網(wǎng)與所述外部船舶電網(wǎng)并網(wǎng)之后，所述方法還包括步驟: 通過(guò)提高變頻電源輸出電壓幅值，將外部船舶負(fù)載由船舶輔機(jī)供電轉(zhuǎn)移到岸電電網(wǎng)供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的岸電系統(tǒng)的并網(wǎng)方法，其特征在于，所述變頻電源控制器生成岸電電網(wǎng)信息，當(dāng)所述岸電電網(wǎng)信息與所述外部船舶電網(wǎng)信息相同時(shí)，所述變頻電源控制器控制岸電電網(wǎng)與所述外部船舶電網(wǎng)連接的具體步驟包括: 所述變頻電源控制器根據(jù)變頻電源輸出電壓頻率和幅值通過(guò)鎖相算法，生電壓相位信息，當(dāng)變頻電源輸出電壓與所述外部船舶電網(wǎng)同頻同相同幅時(shí)，所述變頻電源控制器控制所述第一真空接觸器合閘，所述岸電電網(wǎng)與所述外部船舶電網(wǎng)并網(wǎng)。
【文檔編號(hào)】H02J3/40GK104467027SQ201410740635
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】張潤(rùn)森, 劉佳, 劉鵬, 張樹宏, 余艷文 申請(qǐng)人:深圳市科陸變頻器有限公司