一种船控接岸电装置及方法制造方法及图纸

一种船控接岸电的方法，步骤01：将控制模块与对接模块连接，对接模块、蓄电池模块和控制模块设置在船上；步骤02：将岸电电站的岸电变压器通过电缆的插口与对接模块的输入端口连接；步骤03：将蓄电池模块分别与对接模块的整流模块、逆变模块连接，将蓄电池模块与控制模块连接；步骤04：闭合并网开关，控制船舶发电机的负载功率向对接模块转移；当船舶发电机输出功率下降到预设功率或以下时，关闭船舶发电机；步骤05：在任意时刻选择采用仅岸电供电方式、仅蓄电池供电方式、或岸电与蓄电池供电按需进行的三种供电方法之一，三种供电方法之间可切换。本发明专利技术可以选择多种供电方式，在船电与岸电对接时，能够从船上进行控制，方便高效。

A device and method for ship control and shore power

Method of shore power control of a ship step 01: the control module is connected with the docking module, docking module, battery module and a control module is arranged in the boat; step 02: the shore power transformer shore power station connected through the input port of the socket and the docking module of the cable; step 03: battery module rectifier module, inverter module and docking module respectively connected to the battery module is connected with the control module; step 04: closed grid switch, load power control of ship generator transfer to the docking module; the output power of the generator when the ship down to the preset power or below, shut down the ship generator; step 05: choose to use at any time one of the three power supply method of shore power, only the battery power supply, battery power supply or shore power and demand, between the three power supply method Switch. The invention can choose a variety of power supply modes, and can be controlled from the ship when the ship electricity is butt with the shore, so it is convenient and efficient.

【技术实现步骤摘要】
一种船控接岸电装置及方法
本专利技术涉及一种船电接岸电的装置及方法，尤其涉及一种船上控制接岸电的装置及方法。
技术介绍
船舶岸电技术是指船舶在靠港期间接入码头侧的电网，从岸上电源获得其水泵、通信、通风、照明和其他设施所需的电力，从而关闭自身的柴油发电机。船舶接岸电后可有效地减少废气的排放，具有节能环保的显著优点，可减少发电机组运行产生的噪音污染，降低成本，因此，政府及其交通部门、航运企业、港口企业都大力推行岸电的使用。现有的岸电系统的缺陷在于，国内大多数码头岸电装置采用400V/50Hz供电，而采用其电制的船舶靠港大多不愿接岸电，因为一般船舶接岸电的步骤是，先关闭船舶发电机，再接岸电电站，在船舶需要离开时，先断开岸电电站，再起动船舶发电机，这两个断电切换的过程极为耗时，船上许多设备断电后复位麻烦，罗经等设备断电后复位有时需要6个小时，影响船舶的开航；另外，机舱互为备用的设备断电后通电存在同时启动的危险。经对远洋船舶船长/轮机长的调查证实，其船只若靠泊时间为48小时内，都不愿接岸电。另外，在船电接岸电时，往往是由岸上设备对对接过程中的各种参数进行控制，实现智能匹配，这个过程中需要岸上与船上进行一些配合操作，有时候会因为沟通不畅顺降低对接效率。第二，由于岸上的设备并非专门为特定船舶而设，岸上的通用设备需要与各种各样不同规格的船舶进行对接，其通用性要求较高，不一定能适用在所有种类的船舶上，也不能达到高精度匹配，导致电压、频率等参数不稳定。第三，岸上的对接设备一般距离船舶较远，其通过电缆与船舶连接，电缆的距离较长的情况下，会产生较大压降，消耗电能，降低供电效率，当压降较高时，岸电供电端还要根据压降大小相应提高电压，以抵消压降，由于电缆的长短不同，产生的压降不同，需要经过复杂的智能控制提高输出电压，加大了实施难度，增加了系统负担。第四，对于用电负荷较高的船舶(船舶的规格较大或船舶当时用电负荷较高，如进行一些特殊作业时)，则需要多根电缆供电，用电负荷越大，电缆数量越多，所需电缆的规格也更高，这些电缆往往体积和重量巨大，运输和对接都要耗费较多人力和时间，当需要对接的电缆数量较多时，则要待全部电缆安装完毕才能进行岸电和船电之间的对接，耗时耗力，甚至在电缆暂时不足的情况下，需要从仓库调来，或等待别的船舶使用完毕后才能使用，则耗时更长。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于，提供一种可以选择多种供电方式、由船上控制的接岸电的方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种船控接岸电的方法，包括以下步骤：步骤01：将控制模块与对接模块连接；控制模块与船舶电站连接，控制模块检测船舶电站的负荷电流和负荷功率；对接模块的输出端口通过并网开关与船舶电站连接，并网开关断开；其中，对接模块、蓄电池模块和控制模块设置在船上；选择采用岸电和/或蓄电池供电方式；当采用仅岸电供电方式时，则先执行步骤02，跳过步骤03，然后执行步骤04；当采用仅蓄电池供电方式，则跳过步骤02，执行步骤03，然后执行步骤04；当采用岸电供电与蓄电池共同供电方式时，则执行步骤02和步骤03，然后执行步骤04，步骤02和步骤03的先后顺序可互换；步骤02：将岸电电站的岸电变压器通过电缆的插口与对接模块的输入端口连接，对接模块的输入端口与输出端口连接，控制模块检测电缆参数，确定整流参数；步骤03：将蓄电池模块分别与对接模块的整流模块、逆变模块连接，将蓄电池模块与控制模块连接；步骤04：闭合并网开关，控制船舶发电机的负载功率向对接模块转移；当船舶发电机输出功率下降到预设功率或以下时，关闭船舶发电机；步骤05：岸电电站和/或蓄电池持续为船舶电站供电，在任意时刻选择采用仅岸电供电方式、仅蓄电池供电方式、或岸电与蓄电池供电按需进行的三种供电方法之一，三种供电方法之间可切换；具体方法如下：(1)当采用仅岸电供电方式时，则断开蓄电池模块与对接模块的连接；(2)当采用仅蓄电池供电方式，则断开电缆的插口或对接模块的输入端口与对接模块的输出端口的连接；(3)当采用岸电与蓄电池供电按需进行的供电方式，则将蓄电池模块与对接模块连接，且电缆的插口、对接模块的输入端口、对接模块的输出端口依次连接；当控制模块检测到对接模块的输入端口的电流小于其输出端口的电流时，控制蓄电池模块向逆变模块放电；当控制模块检测到对接模块的输入端口的电流大于其输出端口的电流时，则控制整流模块向蓄电池模块充电；当控制模块检测到对接模块的输入端口的电流等于其输出端口的电流时，蓄电池模块不工作。本专利技术的船控接岸电方法，可以选择多种供电方式，该船控接岸电装置安装在船上，因此在船电与岸电对接时，能够从船上进行控制，在控制过程中，船上人员无需与岸上人员配合操作，能够及时根据船舶电站的情况对供电进行控制，方便高效；每台船控岸电装置可根据不同船舶的情况进行设计，设置最适合该船舶的对接参数，达到高精度匹配，使对接和供电的电压、频率等参数能够更稳定，提高供电安全性和供电质量。进一步地，在步骤04中，采用仅岸电供电方式时，控制船舶发电机的负载功率向对接模块转移，具体方法是，控制模块采用内环控制方法和外环控制方法来控制对接模块，包括以下步骤：步骤041：采用V/f控制方法的外环控制方法，由船舶发电机的目标频率转换为岸电变压器输出的目标频率；同时，使用锁相环控制方法控制对接模块的输出频率和电压；步骤042：将外环控制方法由V/f控制方法转换为P/Q控制方法，控制船舶发电机频率和电压，以船舶电站实时负载功率为目标功率，进行功率转移，逆变模块输出功率增加，船舶发电机输出功率下降；同时，使用锁相环控制方法控制对接模块的输出频率和电压。进一步地，在步骤04中，采用仅岸电供电方式、或岸电与蓄电池供电按需进行的供电方式时，当步骤04的供电无缝切换完成后，进一步包括执行步骤041：如果岸电电站与船舶电站的频率相同，则将岸电的电缆的插口与船舶电站连接，不经过整流模块和逆变模块，直接由岸电电站向船舶电站供电，采用岸电同频直接供电方式，或岸电同频调压供电方式；如果岸电电站与船舶电站的频率不同，则跳过步骤041。上述方案能够根据不同频率的电站标准的船舶进行供电，避免了现有技术中，由于岸电和船电在电站标准上存在差异，导致船舶电站和发电机控制差别很大的问题(根据国际海事组织统计，60％以上的国际航运船舶采用450V/60Hz电制，而60％以上的岸上供电为400V/50Hz电制)。进一步地，在步骤04和/或步骤05中，采用岸电供电与蓄电池供电按需进行的供电方式，在步骤02中接入至少一根电缆，当电缆总容量小于船舶电站的负荷容量时，蓄电池模块向逆变模块放电，继续增加电缆，直至电缆总容量大于或等于船舶电站的负荷容量。对于用电负荷较高的船舶，可以对电缆分别进行对接，在连接的电缆数量尚未能满足船舶用电负荷时，采用蓄电池补充供电的方式，能够灵活安排电缆的收放和对接，能够快速投入使用以及快速切断，提高供电效率。进一步地，在步骤02中，所述电缆参数包括电缆的根数和每根电缆的额定电流，所述整流参数是整流控制角、整流输出直流电流的参数值；所述预设功率为5％的船舶发电机额定功率。本专利技术还提供一种船控接岸电的装置，其设置在船上，包括对接模块、蓄电池模块、控制模块；所述控制模块分别与所述对接模块、蓄电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船控接岸电的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤01：将控制模块与对接模块连接；控制模块与船舶电站连接，控制模块检测船舶电站的负荷电流和负荷功率；对接模块的输出端口通过并网开关与船舶电站连接，并网开关断开；其中，对接模块、蓄电池模块和控制模块设置在船上；选择采用岸电和/或蓄电池供电方式；当采用仅岸电供电方式时，则先执行步骤02，跳过步骤03，然后执行步骤04；当采用仅蓄电池供电方式，则跳过步骤02，执行步骤03，然后执行步骤04；当采用岸电供电与蓄电池共同供电方式时，则执行步骤02和步骤03，然后执行步骤04，步骤02和步骤03的先后顺序可互换；步骤02：将岸电电站的岸电变压器通过电缆的插口与对接模块的输入端口连接，对接模块的输入端口与输出端口连接，控制模块检测电缆参数，确定整流参数；步骤03：将蓄电池模块分别与对接模块的整流模块、逆变模块连接，将蓄电池模块与控制模块连接；步骤04：闭合并网开关，控制船舶发电机的负载功率向对接模块转移；当船舶发电机输出功率下降到预设功率或以下时，关闭船舶发电机；步骤05：岸电电站和/或蓄电池持续为船舶电站供电，在任意时刻选择采用仅岸电供电方式、仅蓄电池供电方式、或岸电与蓄电池供电按需进行的三种供电方法之一，三种供电方法之间可切换；具体方法如下：(1)当采用仅岸电供电方式时，则断开蓄电池模块与对接模块的连接；(2)当采用仅蓄电池供电方式，则断开电缆的插口或对接模块的输入端口与对接模块的输出端口的连接；(3)当采用岸电与蓄电池供电按需进行的供电方式，则将蓄电池模块与对接模块连接，且电缆的插口、对接模块的输入端口、对接模块的输出端口依次连接；当控制模块检测到对接模块的输入端口的电流小于其输出端口的电流时，控制蓄电池模块向逆变模块放电；当控制模块检测到对接模块的输入端口的电流大于其输出端口的电流时，则控制整流模块向蓄电池模块充电；当控制模块检测到对接模块的输入端口的电流等于其输出端口的电流时，蓄电池模块不工作。...

【技术特征摘要】
1.一种船控接岸电的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤01：将控制模块与对接模块连接；控制模块与船舶电站连接，控制模块检测船舶电站的负荷电流和负荷功率；对接模块的输出端口通过并网开关与船舶电站连接，并网开关断开；其中，对接模块、蓄电池模块和控制模块设置在船上；选择采用岸电和/或蓄电池供电方式；当采用仅岸电供电方式时，则先执行步骤02，跳过步骤03，然后执行步骤04；当采用仅蓄电池供电方式，则跳过步骤02，执行步骤03，然后执行步骤04；当采用岸电供电与蓄电池共同供电方式时，则执行步骤02和步骤03，然后执行步骤04，步骤02和步骤03的先后顺序可互换；步骤02：将岸电电站的岸电变压器通过电缆的插口与对接模块的输入端口连接，对接模块的输入端口与输出端口连接，控制模块检测电缆参数，确定整流参数；步骤03：将蓄电池模块分别与对接模块的整流模块、逆变模块连接，将蓄电池模块与控制模块连接；步骤04：闭合并网开关，控制船舶发电机的负载功率向对接模块转移；当船舶发电机输出功率下降到预设功率或以下时，关闭船舶发电机；步骤05：岸电电站和/或蓄电池持续为船舶电站供电，在任意时刻选择采用仅岸电供电方式、仅蓄电池供电方式、或岸电与蓄电池供电按需进行的三种供电方法之一，三种供电方法之间可切换；具体方法如下：(1)当采用仅岸电供电方式时，则断开蓄电池模块与对接模块的连接；(2)当采用仅蓄电池供电方式，则断开电缆的插口或对接模块的输入端口与对接模块的输出端口的连接；(3)当采用岸电与蓄电池供电按需进行的供电方式，则将蓄电池模块与对接模块连接，且电缆的插口、对接模块的输入端口、对接模块的输出端口依次连接；当控制模块检测到对接模块的输入端口的电流小于其输出端口的电流时，控制蓄电池模块向逆变模块放电；当控制模块检测到对接模块的输入端口的电流大于其输出端口的电流时，则控制整流模块向蓄电池模块充电；当控制模块检测到对接模块的输入端口的电流等于其输出端口的电流时，蓄电池模块不工作。2.根据权利要求1所述的船控接岸电的方法，其特征在于：在步骤04中，采用仅岸电供电方式时，控制船舶发电机的负载功率向对接模块转移，具体方法是，控制模块采用内环控制方法和外环控制方法来控制对接模块，包括以下步骤：步骤041：采用V/f控制方法的外环控制方法，由船舶发电机的目标频率转换为岸电变压器输出的目标频率；同时，使用锁相环控制方法控制对接模块的输出频率和电压；步骤042：将外环控制方法由V/f控制方法转换为P/Q控制方法，控制船舶发电机频率和电压，以船舶电站实时负载功率为目标功率，进行功率转移，逆变模块输出功率增加，船舶发电机输出功率下降；同时，使用锁相环控制方法控制对接模块的输出频率和电压。3.根据权利要求1所述的船控接岸电的方法，其特征在于：在步骤04中，采用仅岸电供电方式、或岸电与蓄电池供电按需进行的供电方式时，当步骤04的供电无缝切换完成后，进一步包括执行步骤041：如果岸电电站与船舶电站的频率相同，则将岸电的电缆的插口与船舶电站连接，不经过整流模块和逆变模块，直接由岸电电站向船舶电站供电，采用岸电同频直接供电方式，或岸电同频调压供电方式；如果岸电电站与船舶电站的频率不同，则跳过步骤041。4.根据权利要求1所述的船控接岸电的方法，其特征在于：在步骤04和/或步骤05中，采用岸电供电与蓄电池供电按需进行的供电方式，在步骤02中接入至少一根电缆，当电缆总容量小于船舶电站的负荷容量时，蓄电池模块向逆变模块放电，继续增加电缆，直至电缆总容量大于或等于船舶电站的负荷容量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的船控接岸电的方法，其特征在于：在步骤02中，所述电缆参数包括电缆的根数和每根电缆的额定电流，所述整流参数是整流控制角、整流输出直流电流的参数值；所述预设功率为5％的船舶发电机额定功率。6.一种船控接岸电的装置，其特征在于：其设置在船上，包括对接模块、蓄电池模块、控制模块；所述控制模块分别与所述对接模块、蓄电池模块、船舶电站连接；所述控制模块用于检测船舶电站的负荷电流和负荷功率；所述对接模块的输入端口可通过电缆的插口与岸电电站的岸电变压器连接，所述对接模块的输出端口通过并网开关与船舶电站连接；所述对接模块包括第一开关、整流模块、逆变模块和第四开关，所述第一开关与所述对接模块的输入端口连...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖乐明，
申请(专利权)人：广州航海学院，
类型：发明
国别省市：广东,44