本發(fā)明涉及電氣控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種船舶電源故障自平衡系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前全球各國(guó)的環(huán)保問(wèn)題已經(jīng)是各國(guó)政府極度重視的矛盾，伴隨著這些問(wèn)題，節(jié)能減排的高科技環(huán)保設(shè)備層出不窮，岸基船舶電源是自2012年起開(kāi)始發(fā)展，用以替代船舶停靠時(shí)柴油輔機(jī)發(fā)電來(lái)供電的高科技電氣系統(tǒng)。整套系統(tǒng)由岸上電氣系統(tǒng)、電纜管理系統(tǒng)和船上電氣系統(tǒng)構(gòu)成，由于發(fā)展時(shí)間短，現(xiàn)有系統(tǒng)存在諸多問(wèn)題，其中當(dāng)岸基船舶電源系統(tǒng)出現(xiàn)部分單體故障時(shí)，會(huì)致使岸基船舶電源系統(tǒng)整體宕機(jī)，導(dǎo)致船舶斷電。

現(xiàn)有的岸基電源系統(tǒng)，為了滿足功率冗余，變流器部分通常采用加大功率容量的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，又或者采用單元模塊冗余，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，短路掉故障模塊，但是在短路的瞬間，變流器處于瞬間停止輸出的狀態(tài)，對(duì)于電機(jī)這種負(fù)載，允許出線瞬間短時(shí)無(wú)供電的工況，但對(duì)于船舶而言，負(fù)載類型多樣，特別是非線性負(fù)載，在瞬間停電后，就會(huì)停止工作，從而造成船舶經(jīng)濟(jì)損失，并由于不得不重新啟動(dòng)柴油輔機(jī)，間接導(dǎo)致嚴(yán)重空氣污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于，提供一種當(dāng)變流器故障時(shí)可以自動(dòng)補(bǔ)償故障的船舶電源管理系統(tǒng)，解決以上技術(shù)問(wèn)題；

本發(fā)明的第二目的在于提供中電源故障時(shí)自平衡控制方法。

一種船舶電源故障自平衡系統(tǒng)，包括主控制器以及若干供電管理器，所述主控制器配置有功率控制模塊、故障檢測(cè)模塊以及掉電執(zhí)行模塊，所述功率控制模塊分別控制供電管理器的輸出功率；當(dāng)任意供電管理器故障時(shí)，所述故障檢測(cè)模塊輸出對(duì)應(yīng)的故障信號(hào)至掉電執(zhí)行模塊，所述掉電執(zhí)行模塊接收故障信號(hào)并使對(duì)應(yīng)故障的供電管理器短路，

故障檢測(cè)模塊耦接所述功率控制模塊，當(dāng)所述功率控制模塊接收故障信號(hào)時(shí)，輸出功率提升信號(hào)以提升未故障的供電管理器的功率以補(bǔ)償故障的供電管理器輸出功率。

通過(guò)這樣設(shè)置，首先，正常情況下，當(dāng)故障檢測(cè)模塊檢測(cè)到故障時(shí)，掉電執(zhí)行模塊將供電管理器短路進(jìn)行保護(hù)，本設(shè)計(jì)在此基礎(chǔ)上，通過(guò)建立故障檢測(cè)模塊和功率控制模塊的連接關(guān)系，通過(guò)將故障信號(hào)發(fā)送至功率控制模塊進(jìn)行控制，起到一個(gè)較佳的控制效果，保證供電功率穩(wěn)定，不會(huì)因功率不足引起欠壓，保證所有船舶設(shè)備工作狀態(tài)較為正常。

進(jìn)一步的，所述供電管理器并聯(lián)設(shè)置有功率吸收電路，所述功率吸收電路包括一儲(chǔ)能元件，當(dāng)一供電管理器被短路時(shí)，所述功率吸收電路吸收反灌電流至儲(chǔ)能元件。通過(guò)功率吸收電路的設(shè)置，當(dāng)一供電管理器出現(xiàn)異常時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電流反灌的現(xiàn)象，而如果沒(méi)有吸收電路，那么電流反灌現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致其他設(shè)備收到影響宕機(jī)，而通過(guò)儲(chǔ)能元件的設(shè)置，可以起到一個(gè)功率吸收效果，并反饋到電網(wǎng)，保證功率吸收。

進(jìn)一步的，所述船舶電源故障自平衡系統(tǒng)母線和支路分別設(shè)置有功率檢測(cè)模塊，所述支路設(shè)置有冗余判斷模塊，所述冗余判斷模塊包括電流檢測(cè)器和電壓檢測(cè)器，所述主控制器還包括功率比較模塊，當(dāng)所述母線功率小于預(yù)設(shè)值時(shí)，所述比較模塊輸出補(bǔ)償信號(hào)，所述冗余判斷模塊判斷供電管理器的冗余狀態(tài)耦接功率控制模塊，當(dāng)所述功率控制模塊接收補(bǔ)償信號(hào)時(shí)，提升處于冗余狀態(tài)下的供電管理器輸出功率。通過(guò)冗余判斷模塊和功率比較模塊的設(shè)置，可以實(shí)時(shí)對(duì)功率進(jìn)行判斷，保證整個(gè)供電管理器處于滿功率吸收狀態(tài)，保證使用效果。

進(jìn)一步的，所述主控制器還包括上電模塊，所述供電管理器和主控制器之間通過(guò)通訊模塊進(jìn)行通訊，當(dāng)故障的供電管理器發(fā)送代表修復(fù)完成的上電請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，所述上電模塊工作，所述上電模塊包括調(diào)節(jié)單元以及上電執(zhí)行單元，所述調(diào)節(jié)單元檢測(cè)并調(diào)節(jié)供電管理器的輸出波形至與母線的輸出波形一致，所述上電執(zhí)行單元耦接并受控于調(diào)節(jié)單元，當(dāng)所述調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)完成時(shí)，所述上電執(zhí)行單元將對(duì)應(yīng)供電管理器接入回路。通過(guò)上電模塊的設(shè)置，可以起到一個(gè)較佳的上電效果，同時(shí)當(dāng)供電管理器經(jīng)過(guò)維修完成時(shí)，發(fā)送到上電請(qǐng)求信號(hào)，而上電模塊內(nèi)部的調(diào)節(jié)模塊就開(kāi)始對(duì)其相位和電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)校準(zhǔn)，而校準(zhǔn)完成，就可以通過(guò)上電執(zhí)行單元控制對(duì)應(yīng)供電管理器接入回路。

進(jìn)一步的，所述供電管理器設(shè)置為變流器。通過(guò)將供電管理器設(shè)置為變流器，較為便利，保證了使用壽命和效果。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，一種供電故障控制方法，應(yīng)用于多個(gè)供電管理器組成的供電系統(tǒng)中，

步驟1，獲取故障供電管理器信息；

步驟2，根據(jù)鼓掌供電管理器信息屏蔽對(duì)應(yīng)供電管理器同時(shí)提升其他供電管理器的輸出功率使母線功率不變。整個(gè)步驟過(guò)程中，供電輸出功率穩(wěn)定，不會(huì)導(dǎo)致負(fù)載欠壓的情況出現(xiàn)。

同樣的，一種供電故障控制方法，應(yīng)用于多個(gè)供電管理器組成的供電系統(tǒng)中，

步驟1，獲取故障供電管理器信息；

步驟2，根據(jù)鼓掌供電管理器信息屏蔽對(duì)應(yīng)供電管理器同時(shí)提升其他供電管理器的輸出功率使母線功率不變；

步驟3，等待故障的供電管理器修復(fù)完成后運(yùn)行供電管理器；

步驟4，檢測(cè)并調(diào)整步驟3中所述的供電管理器的輸出波形至與母線輸出波形匹配；

步驟5，將步驟3中的供電管理器接入供電網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)該方式對(duì)供電管理器進(jìn)行控制，保證供電穩(wěn)定，同時(shí)在過(guò)程中無(wú)需斷開(kāi)總電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，較為合理。

進(jìn)一步的，所述步驟3中還包括通過(guò)分別對(duì)母線和支路上的功率檢測(cè)保持母線功率不變。

進(jìn)一步的，所述步驟2中還包括通過(guò)吸收電路吸收倒灌電流。

進(jìn)一步的，所述步驟2中還包括通過(guò)將吸收的倒灌電流反饋入電網(wǎng)。

有益效果：由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)這樣設(shè)置，首先，正常情況下，當(dāng)故障檢測(cè)模塊檢測(cè)到故障時(shí)，掉電執(zhí)行模塊將供電管理器短路進(jìn)行保護(hù)，本設(shè)計(jì)在此基礎(chǔ)上，通過(guò)建立故障檢測(cè)模塊和功率控制模塊的連接關(guān)系，通過(guò)將故障信號(hào)發(fā)送至功率控制模塊進(jìn)行控制，起到一個(gè)較佳的控制效果，保證供電功率穩(wěn)定，不會(huì)因功率不足引起欠壓，保證所有船舶設(shè)備工作狀態(tài)較為正常。

附圖說(shuō)明

圖1為電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：100、主控制器；210、功率吸收電路；200、供電管理器；310、冗余判斷模塊；320、組網(wǎng)接口；330、功率檢測(cè)模塊。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的限定。

參照?qǐng)D1，一種船舶電源故障自平衡系統(tǒng)，包括主控制器100以及若干供電管理器200，所述主控制器100配置有功率控制模塊、故障檢測(cè)模塊以及掉電執(zhí)行模塊，所述功率控制模塊分別控制供電管理器200的輸出功率；當(dāng)任意供電管理器200故障時(shí)，所述故障檢測(cè)模塊輸出對(duì)應(yīng)的故障信號(hào)至掉電執(zhí)行模塊，所述掉電執(zhí)行模塊接收故障信號(hào)并使對(duì)應(yīng)故障的供電管理器200短路。

故障檢測(cè)模塊耦接所述功率控制模塊，當(dāng)所述功率控制模塊接收故障信號(hào)時(shí)，輸出功率提升信號(hào)以提升未故障的供電管理器200的功率以補(bǔ)償故障的供電管理器200輸出功率。所述供電管理器200可以設(shè)置為變流器或變頻器。通過(guò)將供電管理器200設(shè)置為變流器，較為便利，保證了使用壽命和效果。功率控制模塊為現(xiàn)有電路，通過(guò)輸出功率控制指令可以控制變頻器或者變流器的輸出功率，耦接在逆變電路上，不做贅述，而鼓掌檢測(cè)模塊同樣為現(xiàn)有主控制器100中配置的裝置，根據(jù)故障輸出對(duì)應(yīng)信號(hào)。

所述供電管理器200并聯(lián)設(shè)置有功率吸收電路210，所述功率吸收電路210包括一儲(chǔ)能元件，當(dāng)一供電管理器200被短路時(shí)，所述功率吸收電路210吸收反灌電流至儲(chǔ)能元件。通過(guò)功率吸收電路210的設(shè)置，當(dāng)一供電管理器200出現(xiàn)異常時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電流反灌的現(xiàn)象，而如果沒(méi)有吸收電路，那么電流反灌現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致其他設(shè)備收到影響宕機(jī)，而通過(guò)儲(chǔ)能元件的設(shè)置，可以起到一個(gè)功率吸收效果，并反饋到電網(wǎng)，保證功率吸收。能量逆反饋功能，在變流器單體故障的瞬間，船舶側(cè)會(huì)對(duì)岸基電源系統(tǒng)形成能量倒灌，如果不具備逆反饋功能，則系統(tǒng)會(huì)過(guò)壓宕機(jī)，甚至損壞逆變器元器件；該功能可以有效的將能量反向送回電網(wǎng)，從而保證岸基電源系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，并能實(shí)時(shí)節(jié)省能源；功率吸收電路210可以是潰電電路可以設(shè)計(jì)在電網(wǎng)中，也可以設(shè)計(jì)在供電管理器200電路中，不做贅述。

所述船舶電源故障自平衡系統(tǒng)母線和支路分別設(shè)置有功率檢測(cè)模塊330，所述支路設(shè)置有冗余判斷模塊310，所述冗余判斷模塊310包括電流檢測(cè)器和電壓檢測(cè)器，所述主控制器100還包括功率比較模塊，當(dāng)所述母線功率小于預(yù)設(shè)值時(shí)，所述比較模塊輸出補(bǔ)償信號(hào)，所述冗余判斷模塊310判斷供電管理器200的冗余狀態(tài)耦接功率控制模塊，當(dāng)所述功率控制模塊接收補(bǔ)償信號(hào)時(shí)，提升處于冗余狀態(tài)下的供電管理器200輸出功率。通過(guò)冗余判斷模塊310和功率比較模塊的設(shè)置，可以實(shí)時(shí)對(duì)功率進(jìn)行判斷，保證整個(gè)供電管理器200處于滿功率吸收狀態(tài)，保證使用效果。輸出功率檢測(cè)調(diào)節(jié)技術(shù)，檢測(cè)輸出總母線與支路的輸出功率、輸出電壓、輸出電流，并進(jìn)行比較；根據(jù)比較的結(jié)果，實(shí)時(shí)提升冗余單體變流器的輸出功率，從而補(bǔ)充故障單體的功率損失，確保岸基電源系統(tǒng)的滿功率輸出；冗余判斷模塊310和功率控制模塊根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置，冗余判斷模塊310式通過(guò)在每一支路上設(shè)計(jì)電壓電流采樣，而分析實(shí)際輸出功率，對(duì)比母線上的功率檢測(cè)模塊330進(jìn)行輸出。

所述主控制器100還包括上電模塊，所述供電管理器200和主控制器100之間通過(guò)通訊模塊進(jìn)行通訊，當(dāng)故障的供電管理器200發(fā)送代表修復(fù)完成的上電請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，所述上電模塊工作，所述上電模塊包括調(diào)節(jié)單元以及上電執(zhí)行單元，所述調(diào)節(jié)單元檢測(cè)并調(diào)節(jié)供電管理器200的輸出波形至與母線的輸出波形一致，所述上電執(zhí)行單元耦接并受控于調(diào)節(jié)單元，當(dāng)所述調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)完成時(shí)，所述上電執(zhí)行單元將對(duì)應(yīng)供電管理器200接入回路。通過(guò)上電模塊的設(shè)置，可以起到一個(gè)較佳的上電效果，同時(shí)當(dāng)供電管理器200經(jīng)過(guò)維修完成時(shí)，發(fā)送到上電請(qǐng)求信號(hào)，而上電模塊內(nèi)部的調(diào)節(jié)模塊就開(kāi)始對(duì)其相位和電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)校準(zhǔn)，而校準(zhǔn)完成，就可以通過(guò)上電執(zhí)行單元控制對(duì)應(yīng)供電管理器200接入回路。單體變流器同步并網(wǎng)技術(shù)，在故障單元修復(fù)后，岸基電源的主控制系統(tǒng)與單體變流器控制系統(tǒng)主動(dòng)通訊，檢測(cè)修復(fù)指令，確認(rèn)單體變頻器的修復(fù)狀態(tài)，并在確認(rèn)后，將單體變流器以熱備機(jī)狀態(tài)拉入系統(tǒng)，單體變流器自動(dòng)檢測(cè)母線輸出電壓、相位，調(diào)節(jié)一致后，輸出功率到母線中，從而完成同步并網(wǎng)，而上電和掉電的控制邏輯相似，可以通過(guò)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)也可以通過(guò)機(jī)械式電控開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的接入接出控制，圖中以組網(wǎng)接口320示出，便于理解。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見(jiàn)的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。