船用动力电站负荷试验相关装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种船用动力电站负荷试验相关装置和方法，包括船用动力电站负荷试验装置及其控制方法，和集成岸基供电的船用动力电站负荷试验装置及其控制方法。船用动力电站负荷试验装置包括PWM整流器和PWM逆变器，其控制方法包括：设置船用动力电站负荷试验需要的有功负荷和无功负荷；PWM整流器根据有功负荷得到有功电流指令，根据无功负荷得到无功电流指令；根据有功电流指令和无功电流指令得到输出电压指令；根据输出电压指令得到桥臂驱动信号，桥臂驱动信号控制PWM整流器开关器件动作。本发明专利技术可以实现对船用动力电站负荷试验产生电能的回馈，节约能源，可以提高负荷试验中阻抗调节的精度，充分测试船用动力电站的暂态特性。

【技术实现步骤摘要】
船用动力电站负荷试验相关装置和方法
本专利技术涉及电力
，尤其是船用动力电站负荷试验技术和船舶岸基供电技术，具体涉及船用动力电站负荷试验相关装置和方法。
技术介绍
目前，船用动力电站的负荷试验装置基本采用以下工作模式：动力电站通过配电屏经变压器降压后分别接负载库和电抗器，通过负载库调节发电机输出有功功率，通过可调电抗器调节发电机输出无功功率。现有技术条件下，负载库的本质是可调电阻器，试验中发电机所产生的电能基本被负载库发热消耗而浪费，并没有得到有效的利用，而且，使用负载库和电抗器调节发电机输出有功负荷和无功负荷存在固有的缺陷，其阻抗调节的精度差、速度慢，难以充分测试发电机突加负荷、突减负荷等暂态特性。另外，现有的船舶通常还设有岸基供电装置，用于将码头电力传输到船上负荷使用，该装置允许电能从码头到船舶的单方向流动。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种船用动力电站负荷试验相关装置和方法，用于实现对船用动力电站负荷试验产生电能的回馈，以节约能源，同时，提高负荷试验中阻抗调节的精度，以充分测试船用动力电站的负荷特性特别是突加/突减等暂态特性。为解决上述技术问题，所采用的技术方案为：第一方面，提供一种船用动力电站负荷试验装置的控制方法，所述装置包括PWM整流器和PWM逆变器，所述PWM整流器的输入端连接船用动力电站的输出端，所述PWM整流器的输出端连接所述PWM逆变器的输入端，所述PWM逆变器的输出端连接到负荷试验区配电网，电能从船用动力电站传递到负荷试验区配电网，所述PWM整流器控制船用动力电站输出有功负荷和无功负荷；所述方法包括：设置船用动力电站负荷试验需要的有功负荷和无功负荷；所述装置中的PWM整流器根据所述有功负荷得到有功电流指令，根据所述无功负荷得到无功电流指令；所述PWM整流器根据所述有功电流指令和所述无功电流指令得到输出电压指令；所述PWM整流器根据所述输出电压指令得到桥臂驱动信号，所述桥臂驱动信号控制所述PWM整流器开关器件动作。第二方面，提供过一种船用动力电站负荷试验装置，所述装置包括PWM整流器和PWM逆变器，所述PWM整流器的输入端连接船用动力电站的输出端，所述PWM整流器的输出端连接所述PWM逆变器的输入端，所述PWM逆变器的输出端连接到负荷试验区配电网；所述装置运行时，所述PWM整流器采用如本专利技术第一方面提供的船用动力电站负荷试验装置的控制方法，控制船用动力电站输出有功负荷和无功负荷。第三方面，提供一种集成岸基供电的船用动力电站负荷试验装置的双模式控制方法，所述装置包括PWM整流器和PWM逆变器，所述PWM整流器的输入端连接船用动力电站的输出端，所述PWM整流器的输出端连接所述PWM逆变器的输入端，所述PWM逆变器的输出端连接到负荷试验区配电网，所述方法包括：设定装置的工作模式，所述工作模式包括岸基供电工作模式和负荷试验工作模式；所述PWM整流器根据所述装置所处的工作模式调整控制策略，根据所述控制策略选择控制环路及控制环路的给定信号，其中，在岸基供电工作模式下按照稳压控制策略，采用岸基供电电压作为给定值进入稳压控制环路，在负荷试验工作模式下按照负载模拟控制策略，采用负荷试验的有功负荷和无功负荷作为给定值进入负载模拟控制环路；所述PWM整流器根据控制环路及给定信号，输出桥臂驱动信号控制所述PWM整流器开关器件动作。第四方面，提供一种集成岸基供电的船用动力电站负荷试验装置，所述装置包括：输入变压器、功率变换器、输出变压器；所述功率变换器包括PWM整流器和PWM逆变器，所述PWM整流器的输入端连接所述输入变压器的副边，所述PWM整流器的输出端连接所述PWM逆变器的输入端，所述PWM逆变器的输出端连接所述输出变压器的原边，所述输入变压器的原边设置多个不同额定电压的绕组或抽头，所述装置具有岸基供电工作模式和负荷试验工作模式，所述装置运行时，采用如本专利技术第三方面提供的集成岸基供电的船用动力电站负荷试验装置的双模式控制方法。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术的控制方法，用于船用动力电站负荷试验装置，利用该装置包括的PWM整流器和PWM逆变器，可以将负荷试验中船用动力电站产生的电能回馈到负荷试验区配电网，进行就地利用，节约能源，大大降低负荷试验成本；而且，利用PWM整流器可以实现船用动力电站输出有功负荷和无功负荷的无级调节，其负荷调节响应速度快，可充分测试柴油发电机等船用动力电站的负荷特性特别是突加/突减曾暂态特性。另外，本专利技术的双模式控制方法，用于集成岸基供电的船用动力电站负荷试验装置，可以控制该装置，一方面用作船舶岸基供电装置，避免船舶靠港期间动力发电产生环境污染，另一方面用作回馈型船用动力电站负荷试验装置，将电能回馈到试验区配电网以节约能源，避免船舶动力电站维修调试、试验测试产生电能浪费；本专利技术将现有技术中相互独立的船舶岸基供电与船用动力电站负荷试验的两种专用装置集成为一种装置，该装置允许能量的双方向流动，具有两种功能，可以扩大装置的适用范围，提高装置利用率和性价比。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1-1是本专利技术一个实施例提供的船用动力电站负荷试验装置的结构示意图；图1-2是本专利技术另一个实施例提供的船用动力电站负荷试验装置的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例提供的船用动力电站负荷试验装置的控制方法的流程示意图；图3是本专利技术一个实施例提供的船用动力电站负荷试验装置的控制原理框图；图4是本专利技术的一个实施例提供的集成岸基供电的船用动力电站负荷试验装置的双模式控制方法流程示意图；图5是本专利技术的另一个实施例提供的集成岸基供电的船用动力电站负荷试验装置的双模式控制方法的流程示意图；图6是本专利技术的一个实施例采用双模式控制方法进行负荷试验的PWM整流器控制原理框图；图7是本专利技术的一个实施例采用双模式控制方法进行岸基供电的PWM整流器控制原理框图；图8是本专利技术的一个实施例提供的PWM逆变器控制原理框图；图9是本专利技术的一个实施例提供的一种集成岸基供电的船用动力电站负荷试验装置工作在负荷试验工作模式下的结构示意图；图10是本专利技术的一个实施例提供的一种集成岸基供电的船用动力电站负荷试验装置工作在岸基供电工作模式下的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船用动力电站负荷试验装置的控制方法，其特征在于，所述装置包括PWM整流器和PWM逆变器，所述PWM整流器的输入端连接船用动力电站的输出端，所述PWM整流器的输出端连接所述PWM逆变器的输入端，所述PWM逆变器的输出端连接到负荷试验区配电网；所述方法包括：设置船用动力电站负荷试验需要的有功负荷和无功负荷；所述PWM整流器根据所述有功负荷得到有功电流指令，根据所述无功负荷得到无功电流指令；所述PWM整流器根据所述有功电流指令和所述无功电流指令得到输出电压指令；所述PWM整流器根据所述输出电压指令得到桥臂驱动信号，所述桥臂驱动信号控制所述PWM整流器开关器件动作。

【技术特征摘要】
1.一种船用动力电站负荷试验装置的控制方法，其特征在于，所述装置包括PWM整流器和PWM逆变器，所述PWM整流器的输入端连接船用动力电站的输出端，所述PWM整流器的输出端连接所述PWM逆变器的输入端，所述PWM逆变器的输出端连接到负荷试验区配电网；所述方法包括：设置船用动力电站负荷试验需要的有功负荷和无功负荷；所述PWM整流器根据所述有功负荷得到有功电流指令，根据所述无功负荷得到无功电流指令；所述PWM整流器根据所述有功电流指令和所述无功电流指令得到输出电压指令；所述PWM整流器根据所述输出电压指令得到桥臂驱动信号，所述桥臂驱动信号控制所述PWM整流器开关器件动作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有功负荷和所述无功负荷作为所述装置的总输入，为连续的常数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PWM整流器包括整流器以及整流控制器，所述整流控制器包括有功控制单元、无功控制单元、运算单元、电流控制单元、前馈控制单元、发波控制单元；所述PWM整流器根据所述有功负荷得到有功电流指令，根据所述无功负荷得到无功电流指令的步骤具体包括：所述有功控制单元根据设置的有功负荷和母线电压信号，输出有功电流指令，作为有功电流给定输入到所述电流控制单元；所述无功控制单元根据设置的无功负荷以及所述运算单元输出的电压电流信号，输出无功电流指令，作为无功电流给定输入到所述电流控制单元；所述PWM整流器根据所述有功电流指令和所述无功电流指令得到输出电压指令的步骤具体包括：所述电流控制单元根据所述有功电流指令和所述无功电流指令，以及所述运算单元输出的电流信号，产生电流调节信号，输入到所述前馈控制单元；所述前馈控制单元根据所述电流调节信号和所述运算单元输出的电压电流信号，产生电压指令信号，输入到所述发波控制单元；所述PWM整流器根据所述输出电压指令得到桥臂驱动信号，所述桥臂驱动信号控制所述PWM整流器开关器件动作的步骤具体包括：所述发波控制单元根据所述电压指令信号、所述母线电压信号以及所述运算单元输出的相位信号，产生桥臂驱动信号，所述桥臂驱动信号用于通过控制PWM整流器开关器件动作来控制PWM整流器工作。4.一种船用动力电站负荷试验装置，其特征在于，所述装置包括PWM整流器和PWM逆变器，所述PWM整流器的输入端连接船用动力电站的输出端，所述PWM整流器的输出端连接所述PWM逆变器的输入端，所述PWM逆变器的输出端连接到负荷试验区配电网；所述装置运行时，所述PWM整流器采用如权利要求1至3中任意一项所述的控制方法，控制船用动力电站输出有功负荷和无功负荷。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述PWM整流器包括整流器以及整流控制器，所述整流控制器包括有功控制单元、无功控制单元、运算单元、电流控制单元、前馈控制单元、发波控制单元；所述PWM逆变器包括逆变器以及逆变控制器。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述PWM逆变器控制与PWM整流器控制相对独立。7.一种集成岸基供电的船用动力电站负荷试验装置的双模式控制方法，其特征在于，所述装置包括PWM整流器和PWM逆变器，所述PWM整流器的输入端连接船用动力电站的输出端，所述PWM整流器的输出端连接所述PWM逆变器的输入端，所述PWM逆变器的输出端连接到负荷试验区配电网；所述方法包括：设定装置的工作模式，所述工作模式包括岸基供电工作模式和负荷试验工作模式；所述PWM整流器根据所述装置所处的工作模式调整控制策略，根据所述控制策略选择控制环路及控制环路的给定信号，其中，在岸基供电工作模式下按照稳压控制策略，采用岸基供电电压作为给定值进入稳压控制环路，在负荷试验工作模式下按照负载模拟控制策略，采用负荷试验的有功负荷和无功负荷作为给定值进入负载模拟控制环路；所述PWM整流器根据控制环路及给定信号，输出桥臂驱动信号控制所述PWM整流器开关器件动作。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述负载模拟控制环路的控制方法包括：所述PWM整流器根据所述有功负荷得到有功电流指令，根据所述无功负荷得到无功...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅松林，黄晓，
申请(专利权)人：深圳市禾望电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44