一种混合型岸电变频电源供电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种混合型岸电变频电源供电系统，该系统包括包含变频电源器、双馈发电机、定子开关、第一旁路开关、第二旁路开关以及船用负荷开关；其中变频电源的输入侧与电网连接，变频电源的输出侧与双馈发电机的转子连接，双馈发电机的定子通过定子开关与船用负荷开关一端连接；第一旁路开关一端与双馈发电机转子侧连接，另一端与船用负荷开关一端连接；第二旁路开关一端与电网连接，另一端与船用负荷开关一端连接，船用负荷开关另一端与船用负荷连接。本发明专利技术还公开了该系统的控制方法。本系统可实现多种功能，实现为60HZ/50HZ船舶供电，还能够向电网回馈电能，节能环保，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混合型岸电变频电源供电系统，涉及新能源发电领域。
技术介绍
岸电技术，是指船舶靠港期间，停止使用船舶上的发电机，而改用陆地电源供电。港口提供岸电的功率应能保证满足船舶停泊后所必需的全部电力设施用电需求，包括：生产设备(如：舱口盖驱动装置、压载水泵等)以及生活设施、安全设备和其它设备。由于船用负荷包括两种不同的频率50HZ和60HZ，而国内电网频率为50HZ，因此实现岸向船供电需要进行变频，目前岸电变频电源供电系统主要采用的方案是，由远端的50HZ电源接入变频电源器的输入侧，输出侧连接船用负荷，通过交-直-交变换实现变频。该方案的主要问题是由岸上电网系统到变频电源输入侧需要进行大功率的远距离输电，线损较大。且变频电源器是由功率半导体器件组成，过载能力差，直接与船用负荷连接，短路容量小，且船上冲击负荷较多，经常导致变频器跳机，供电中断。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种混合型岸电变频电源供电系统，本系统可实现多种功能，实现为60HZ/50HZ船舶供电，还能够向电网回馈电能，节能环保，成本低。为了达成上述目的，本专利技术采用的解决方案是：本专利技术提出一种混合型岸电变频电源供电系统，该系统包括包含变频电源器，系统还包括双馈发电机、定子开关、第一旁路开关、第二旁路开关以及船用负荷开关；其中变频电源的输入侧与电网连接，变频电源的输出侧与双馈发电机的转子连接，双馈发电机的定子通过定子开关与船用负荷开关一端连接；第一旁路开关一端与双馈发电机转子侧连接，另一端与船用负荷开关一端连接；第二旁路开关一端与电网连接，另一端与船用负荷开关一端连接，船用负荷开关另一端与船用负荷连接。其中的变频电源器输入侧频率固定，输出侧频率可调节。其中的定子开关与第一旁路开关设置互锁，不允许同时闭合。一种所述岸电变频电源供电系统的控制方法，包括：一)当系统运行于风力发电模式为船舶供电时：闭合定子开关，分开第一旁路开关和第二旁路开关，闭合船用负荷开关，变频电源器启动，控制双馈发电机转子侧电压电流，使电机定子侧电压、频率满足船用负荷的需求；二)当系统运行于旁路模式为船舶供电时：分开定子开关，分开第一旁路开关，闭合第二旁路开关，闭合船用负荷开关，变频电源器停止运行；三)当系统运行于变频供电模式为船舶供电时：分开定子开关，闭合第一旁路开关，分开第二旁路开关，闭合船用负荷开关，变频电源器启动，调节变频电源器输出电压、频率满足船用负荷的需求；四)当系统运行于风力发电并网发电模式时：闭合定子开关，分开第一旁路开关，闭合第二旁路开关，分开船用负荷开关，变频电源器启动，调节变频电源器输出电压、频率与电网一致，并网后控制风力发电机组输出功率。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：－本专利技术所提供的技术方案通过切换开关，可实现多种功能：当风力发电资源充足时，可以用风力发电单元为停靠船舶提供电能；当没有岸电需求时，风力发电发出的电能可以回馈向区域电网；当风力发电资源不足时，可以利用风力发电机转子侧的变频电源器向船舶提供变频供电，频率可调节，也可通过旁路方式不经过变频电源器为船舶提供50HZ电源；不增加额外成本即可实现多种功能，性价比高。－本专利技术所提供的技术方案中使用风力发电单元为船舶供电的模式相比于传统岸电方案有以下优点：风电属于可再生能源，利用可再生能源供电成本低、绿色环保；风力发电机的过载能力远强于功率半导体器件，适用于岸电冲击负荷较多的应用场合。附图说明图1为本专利技术提供的混合型岸电变频电源供电系统拓扑结构图；图2为本专利技术提供的混合型岸电变频电源供电系统的第一工作模式；图3为本专利技术提供的混合型岸电变频电源供电系统的第二工作模式；图4为本专利技术提供的混合型岸电变频电源供电系统的第三工作模式；图5为本专利技术提供的混合型岸电变频电源供电系统的第四工作模式；具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。本专利技术提供的混合型岸电变频电源供电系统拓扑结构如图1所示，该系统包括包含变频电源器(5)，系统还包括双馈发电机(6)、定子开关(1)、第一旁路开关(2)、第二旁路开关(3)以及船用负荷开关(4)；其中变频电源的输入侧与电网连接，变频电源的输出侧与双馈发电机的转子连接，双馈发电机的定子通过定子开关与船用负荷开关一端连接；第一旁路开关一端与双馈发电机转子侧连接，另一端与船用负荷开关一端连接；第二旁路开关一端与电网连接，另一端与船用负荷开关一端连接，船用负荷开关另一端与船用负荷连接。其中的变频电源器输入侧频率固定，输出侧频率可调节。在岸电应用中，船舶所需要的频率通常为50HZ或60HZ，变频电源的输入侧频率通常为50HZ，需要变频电源器实现频率调节。其中的定子开关与第一旁路开关设置互锁，不允许同时闭合。本专利技术还提供了所述岸电变频电源供电系统的控制方法，包括：一)当风力发电资源充足情况下，系统可运行于风力发电模式为船舶供电时：闭合定子开关，分开第一旁路开关和第二旁路开关，闭合船用负荷开关，如图2所示；该模式下，变频电源器为转子提供励磁，通过控制双馈发电机转子侧电压电流，使电机定子侧电压、频率满足船用负荷的需求；二)当船舶负荷需要50HZ供电、且风力资源不足时，系统可运行于旁路模式为船舶供电时：即分开定子开关，分开第一旁路开关，闭合第二旁路开关，闭合船用负荷开关，如图3所示。此时变频电源器停止运行，第二旁路开关将整个系统旁路，船舶直接连接电网，向电网取电。三)当船舶负荷需要60HZ供电、且风力资源不足时，系统可运行于变频供电模式为船舶供电时：分开定子开关，闭合第一旁路开关，分开第二旁路开关，闭合船用负荷开关，如图4所示。此时风力发电机被旁路，变频电源器启动，调节变频电源器输出60HZ，满足船用负荷的需求；四)当没有船舶需要供电时，系统可运行于风力发电并网发电模式时：闭合定子开关，分开第一旁路开关，闭合第二旁路开关，分开船用负荷开关，如图5所示。此时变频电源器启动，调节变频电源器输出电压、频率与电网一致，并网后控制风力发电机组输出功率。以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制，尽管本领域的技术人员阅读本申请后，参照上述实施例本本专利技术进行种种修改或变更，但这些修改或变更均在申请待批本专利技术的权利申请要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合型岸电变频电源供电系统，系统包括变频电源器，其特征在于：系统还包括双馈发电机、定子开关、第一旁路开关、第二旁路开关以及船用负荷开关；其中，变频电源的输入侧与电网连接，变频电源的输出侧与双馈发电机的转子连接，双馈发电机的定子通过定子开关与船用负荷开关一端连接；第一旁路开关一端与双馈发电机转子侧连接，另一端与船用负荷开关一端连接；第二旁路开关一端与电网连接，另一端与船用负荷开关一端连接，船用负荷开关另一端与船用负荷连接。

【技术特征摘要】
1.一种混合型岸电变频电源供电系统，系统包括变频电源器，其特征在于：
系统还包括双馈发电机、定子开关、第一旁路开关、第二旁路开关以及船用负荷
开关；
其中，变频电源的输入侧与电网连接，变频电源的输出侧与双馈发电机的转
子连接，双馈发电机的定子通过定子开关与船用负荷开关一端连接；
第一旁路开关一端与双馈发电机转子侧连接，另一端与船用负荷开关一端连
接；
第二旁路开关一端与电网连接，另一端与船用负荷开关一端连接，船用负荷
开关另一端与船用负荷连接。
2.如权利要求1所述的一种混合型岸电变频电源供电系统，其特征在于：
所述变频电源器输入侧频率固定，输出侧频率可调节。
3.如权利要求1所述的一种混合型岸电变频电源供电系统，其特征在于，
所述定子开关与第一旁路开关设置互锁，不允许同时闭合。
4.一种如权利要求1所述混合型岸电变频电源供电系统的控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，杨兵，连建阳，刘洪德，谢晔源，方太勋，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32