本發(fā)明涉及一種船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)，特別涉及一種適用于帶有脈沖負(fù)載的船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)及調(diào)控方法。
背景技術(shù)：
目前，船舶的電力推進(jìn)系統(tǒng)已開(kāi)始采用直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由柴油發(fā)電機(jī)組、公共直流母線、變頻器和推進(jìn)系統(tǒng)組成。船舶的柴油發(fā)電機(jī)組不僅要為船舶日用電負(fù)載供電，還要為船舶的推進(jìn)系統(tǒng)供電。對(duì)于某些帶有脈沖負(fù)載的船舶，其作業(yè)過(guò)程中的用電負(fù)荷水平是不穩(wěn)定的，呈周期或非周期的脈沖變化狀態(tài)，例如：帶有絞車(chē)負(fù)載的船舶，絞車(chē)在提升重物時(shí)，其用電需求會(huì)迅速增大，在其他運(yùn)行狀態(tài)下，其用電負(fù)荷相對(duì)較低，并處于穩(wěn)定狀態(tài)；又如帶有鉆井作業(yè)設(shè)備的船舶，鉆井作業(yè)設(shè)備在作業(yè)過(guò)程中，若突然遇到惡劣工況，其用電需求也會(huì)急劇增大，在其他工況下，其用電負(fù)荷水平較低，并處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)于此類(lèi)船舶，是按照最大脈沖負(fù)載的用電負(fù)荷，來(lái)設(shè)計(jì)船舶的柴油發(fā)電機(jī)組容量的，并且，此類(lèi)船舶處于高負(fù)荷脈沖狀態(tài)的時(shí)間很短，大部分時(shí)間是處于輕載的運(yùn)行狀態(tài)下，這就造成船舶柴油發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)容量偏大，造成燃油使用率低，油耗大和柴油發(fā)電機(jī)組效率低的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種帶有脈沖負(fù)載的船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)及調(diào)控方法，解決了帶有脈沖負(fù)載的船舶柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)容量偏大所導(dǎo)致的柴油發(fā)電機(jī)組效率低的技術(shù)問(wèn)題。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問(wèn)題的：
一種帶有脈沖負(fù)載的船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)，包括第一柴油發(fā)電機(jī)組，第一柴油發(fā)電機(jī)組通過(guò)第一整流變頻器與公共直流母線連接在一起，第二柴油發(fā)電機(jī)組通過(guò)第二整流變頻器與公共直流母線連接在一起，在公共直流母線上分別連接有主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器和側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器，主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器的輸出端上連接有主推進(jìn)電機(jī)，在主推進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有主推進(jìn)器，側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器輸出端上連接有側(cè)推進(jìn)電機(jī)，在側(cè)推進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接有側(cè)推進(jìn)器；在公共直流母線上連接有船舶脈沖負(fù)載逆變變頻器，船舶脈沖負(fù)載逆變變頻器的輸出端通過(guò)船舶脈沖負(fù)載變壓器與船舶脈沖負(fù)載連接在一起，在公共直流母線上連接有斬波器，在斬波器的輸入端上連接有超級(jí)電容組。
一種帶有脈沖負(fù)載的船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)的調(diào)控方法，包括以下步驟：
第一步、第一柴油發(fā)電機(jī)組通過(guò)第一整流變頻器與公共直流母線連接在一起，第二柴油發(fā)電機(jī)組通過(guò)第二整流變頻器與公共直流母線連接在一起，在公共直流母線上分別連接主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器和側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器，主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器的輸出端上連接主推進(jìn)電機(jī)，在主推進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接主推進(jìn)器，側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器輸出端上連接側(cè)推進(jìn)電機(jī)，在側(cè)推進(jìn)電機(jī)的輸出軸上連接側(cè)推進(jìn)器；在公共直流母線上連接船舶脈沖負(fù)載逆變變頻器，船舶脈沖負(fù)載逆變變頻器的輸出端通過(guò)船舶脈沖負(fù)載變壓器與船舶脈沖負(fù)載連接在一起，在公共直流母線上連接斬波器，在斬波器的輸入端上連接超級(jí)電容組；
第二步、當(dāng)船舶脈沖負(fù)載處于高負(fù)荷脈沖狀態(tài)，公共直流母線上的電壓瞬間下降時(shí)，控制斬波器導(dǎo)通，使超級(jí)電容組瞬間大功率向公共直流母線放電，從而維持公共直流母線的電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)；
第三步、當(dāng)船舶脈沖負(fù)載處于正常負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，控制斬波器斷開(kāi)，超級(jí)電容組停止放電；
第四步、當(dāng)船舶脈沖負(fù)載的高負(fù)荷脈沖狀態(tài)結(jié)束后，控制斬波器導(dǎo)通，公共直流母線給超級(jí)電容組充電，為下一次船舶脈沖負(fù)載的高負(fù)荷脈沖狀態(tài)的出現(xiàn)做好準(zhǔn)備。
本發(fā)明的超級(jí)電容最大優(yōu)點(diǎn)在于能夠快速地進(jìn)行充放電，日常維護(hù)方便，循環(huán)壽命很長(zhǎng),充放電次數(shù)可達(dá)10萬(wàn)次以上，還可以實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)的大功率輸出。當(dāng)船舶脈沖負(fù)載處于高負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，超級(jí)電容可以瞬時(shí)放電，向船舶直流母線提供能量，維持脈沖負(fù)載的正常作業(yè)，使船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)組可以工作在最佳的功率效率點(diǎn)，降低發(fā)電機(jī)組的耗油量，提高了發(fā)電機(jī)組的效率。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
一種帶有脈沖負(fù)載的船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)，包括第一柴油發(fā)電機(jī)組1，第一柴油發(fā)電機(jī)組1通過(guò)第一整流變頻器2與公共直流母線5連接在一起，第二柴油發(fā)電機(jī)組3通過(guò)第二整流變頻器4與公共直流母線5連接在一起，在公共直流母線5上分別連接有主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器6和側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器9，主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器6的輸出端上連接有主推進(jìn)電機(jī)7，在主推進(jìn)電機(jī)7的輸出軸上連接有主推進(jìn)器8，側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器9輸出端上連接有側(cè)推進(jìn)電機(jī)10，在側(cè)推進(jìn)電機(jī)10的輸出軸上連接有側(cè)推進(jìn)器11；在公共直流母線5上連接有船舶日用負(fù)載逆變變頻器12，在船舶日用負(fù)載逆變變頻器12的輸出端上連接有變壓器13，在變壓器13的輸出端上連接有船舶日用負(fù)載14；在公共直流母線5上連接有船舶脈沖負(fù)載逆變變頻器17，船舶脈沖負(fù)載逆變變頻器17的輸出端與船舶脈沖負(fù)載18連接在一起，在公共直流母線5上連接有斬波器15，在斬波器15的輸入端上連接有超級(jí)電容組16。
一種帶有脈沖負(fù)載的船舶直流組網(wǎng)電力推進(jìn)系統(tǒng)的調(diào)控方法，包括以下步驟：
第一步、第一柴油發(fā)電機(jī)組1通過(guò)第一整流變頻器2與公共直流母線5連接在一起，第二柴油發(fā)電機(jī)組3通過(guò)第二整流變頻器4與公共直流母線5連接在一起，在公共直流母線5上分別連接主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器6和側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器9，主推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器6的輸出端上連接主推進(jìn)電機(jī)7，在主推進(jìn)電機(jī)7的輸出軸上連接主推進(jìn)器8，側(cè)推進(jìn)電機(jī)逆變變頻器9輸出端上連接側(cè)推進(jìn)電機(jī)10，在側(cè)推進(jìn)電機(jī)10的輸出軸上連接側(cè)推進(jìn)器11；在公共直流母線5上連接有船舶日用負(fù)載逆變變頻器12，在船舶日用負(fù)載逆變變頻器12的輸出端上連接有變壓器13，在變壓器13的輸出端上連接有船舶日用負(fù)載14；在公共直流母線5上連接船舶脈沖負(fù)載逆變變頻器17，船舶脈沖負(fù)載逆變變頻器17的輸出端與船舶脈沖負(fù)載18連接在一起，在公共直流母線5上連接斬波器15，在斬波器15的輸入端上連接超級(jí)電容組16；
第二步、當(dāng)船舶脈沖負(fù)載18處于高負(fù)荷脈沖狀態(tài)，公共直流母線5上的電壓瞬間下降時(shí)，控制斬波器15導(dǎo)通，使超級(jí)電容組16瞬間大功率向公共直流母線5放電，從而維持公共直流母線5的電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)；
第三步、當(dāng)船舶脈沖負(fù)載18處于正常負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，控制斬波器15斷開(kāi)，超級(jí)電容組16停止放電；
第四步、當(dāng)船舶脈沖負(fù)載18的高負(fù)荷脈沖狀態(tài)結(jié)束后，控制斬波器15導(dǎo)通，公共直流母線5給超級(jí)電容組16充電，為下一次船舶脈沖負(fù)載18的高負(fù)荷脈沖狀態(tài)的出現(xiàn)做好準(zhǔn)備。