一种船舶高压岸电电源智能逆功率处理控制方法技术

一种船舶高压岸电电源智能逆功率处理控制方法，包括以下步骤：1)逆功率的检测判定；判定逆功率发生的依据为如下情况的任意一项：a.实时计算岸电电源输出有功功率，若该功率为负值；b.直流母线电压超过阈值；2)当判定发生逆功率时，通过补偿角频率Δωr调整岸电电源输出的实际电压角频率ω，从而调整输出电压频率和相位，实现逆功率的抑制；3)对输出有功功率进行PD控制生成补偿角频率△ωr。本发明专利技术通过调整输出电压频率和相位来抑制逆功率，使电源输出功率快速恢复正常，保证了岸电电源装置和船舶用电设备的稳定运行，实现简单、成本低、可靠性高。

An Intelligent Inverse Power Processing Control Method for Ship High Voltage Shore Power Supply

An intelligent inverse power processing control method for marine high voltage shore power supply includes the following steps: 1) detection and determination of inverse power; the basis for determining the occurrence of inverse power is any of the following situations: A. real-time calculation of the output active power of shore power supply, if the power is negative; B. DC bus voltage exceeds the threshold; 2) when the decision is made; When generating inverse power, the actual voltage angle frequency_of shore power supply output is adjusted by compensating angle frequency r, so as to adjust the frequency and phase of output voltage and realize the suppression of inverse power. 3) The compensation angle frequency R is generated by PD control of output active power. By adjusting the frequency and phase of the output voltage, the inverse power is restrained, the output power of the power supply is quickly restored to normal, the stable operation of the shore power supply device and the marine power supply device is ensured, and the realization is simple, the cost is low and the reliability is high.

【技术实现步骤摘要】
一种船舶高压岸电电源智能逆功率处理控制方法
本专利技术属于岸电
，具体涉及一种船舶高压岸电电源智能逆功率处理控制方法。
技术介绍
船舶岸电是指当船舶泊靠码头时，停止所有的船舶柴油发电机，将船舶用电改由岸电电源提供，这样能够改善空气质量、降低噪音与港口区域的震动，同时提高经济效益。船舶岸电适用于港口、修造船厂、浮船坞、海洋钻井平台等场合。港口岸电电源与船舶不断电接入时，如果同期不精确，一旦并联断路器合闸，当船侧相角超前于岸电电源输出相角时就会产生逆功率，虽然岸电电源装置有逆功率硬件保护，但是为了增强装置的鲁棒性，减少装置硬件保护概率，需要提出控制策略，从软件上较好的抑制逆功率的发生，无需增加硬件设备，无需硬件控制，软件实现简单，成本低，可靠性高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种船舶高压岸电电源智能逆功率处理控制方法，能够有效防止岸电电源装置发生逆功率，实现简单，成本低，可靠性高。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包括以下步骤：1)逆功率的检测判定；判定逆功率发生的依据为如下情况的任意一项：a.实时计算岸电电源输出有功功率，若该功率小于设定值；b.直流母线电压超过设定阈值；2)当判定发生逆功率时，通过补偿角频率Δωr调整岸电电源输出的实际电压角频率ω，从而调整输出电压频率和相位，实现逆功率的抑制。步骤2)中实际电压角频率ω等于补偿角频率Δωr与参考角频率ωo之和，对其积分后生成相位θ，通过补偿角频率Δωr来调整实际电压角频率ω和相位θ，使输出有功功率正常。所述的补偿角频率△ωr由岸电电源输出有功功率进行PD控制生成。通过PD控制由岸电电源输出有功功率生成补偿角频率Δωr的计算公式为：Δωr＝(Kp+KdS)·P式中，Kp为比例系数，Kd为微分系数，P为岸电电源输出实际有功功率。在船舶高压岸电电源系统中，10kV/50Hz电网电压首先经过多绕组移相变压器降压至690V，然后经三相二极管整流器整流为直流，分别作为每组H桥单元的直流输入，H桥级联后经逆变、LC滤波器滤波以及变压器隔离后输出6.6kV/60Hz，进而实现对负荷供电。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：岸电电源实时计算输出有功功率，当判定发生逆功率时，有功功率控制生成补偿角频率Δωr，从而通过补偿角频率Δωr快速调整岸电电源输出电压角频率ω，使输出有功功率由负值调整为正值，这种调整输出电压频率和相位来抑制逆功率的方式，实现了电源输出功率快速恢复正常，保证了岸电电源装置和船舶用电设备的稳定运行，且本专利技术实现简单，具有成本低和可靠性高的优点。附图说明图1船舶高压岸电电源系统结构框图；图2船舶高压岸电电源功率单元结构示意图；图3船舶高压岸电电源智能逆功率控制框图；图4船岸系统等效原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。参见图1-2，本专利技术在船舶高压岸电电源系统中，将10kV/50Hz电网电压首先经过多绕组移相变压器降压至690V，多绕组移相变压器的副边共设置有18个绕组。然后经三相二极管整流器整流为直流，分别作为每组H桥单元的直流输入，H桥级联后经逆变、LC滤波器滤波以及变压器隔离后输出6.6kV/60Hz，进而实现对负荷供电。参见图3，本专利技术的船舶高压岸电电源智能逆功率处理控制方法包括三方面：第一、逆功率越线判据；第二、补偿角频率Δωr的生成；第三、智能逆功率处理。图3所示的uabc、iabc分别为岸电电源输出电压和输出电流，P为岸电电源输出有功功率，udc为岸电电源直流母线电压，△ωr为补偿角频率，ωo为参考角频率，θ为输出电压角度。1)逆功率越线判据：通过检测：a.岸电电源输出功率，若该功率小于设定值；b.直流母线电压超过阈值，二者任意满足一个则判定为发生逆功率。2)智能逆功率处理方式：通过快速调整岸电电源输出电压的角频率从而使岸侧角度超前船侧角度来实现有功功率的正常输出。参见图4，由图4得输出有功功率和角度的关系如式(1)所示。由公式(1)可得，当岸电输出电压角度滞后船侧电压角度时，sin(δ)小于0，从而输出有功功率为负，发生逆功率，导致直流母线电压上升。当岸电电源输出电压角度超前船侧电压角度时，sin(δ)为正，从而输出有功功率为正，因此通过补偿角频率Δωr来调节输出电压角频率ω，从而调整岸电电源输出电压角度来调节输出有功功率由负值调整为正值。式中，E为岸电电源输出电压；U为船舶发电机输出电压；X为系统等效阻抗；P为岸电电源输出有功功率；δ为岸侧输出电压和船侧输出电压角度差。3)补偿角频率△ωr的生成通过对岸电电源输出有功功率进行PD控制生成补偿角频率Δωr，即：Δωr＝(Kp+KdS)·P其中：Kp为比例系数，Kd为微分系数，P为岸电电源输出有功功率。本专利技术通过快速调整岸电电源输出电压频率和相位，实现电源输出功率正常，保证了岸电电源装置和船舶用电设备的稳定运行，且本专利技术实现简单，具有成本低和可靠性高的优点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶高压岸电电源智能逆功率处理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)逆功率的检测判定；判定逆功率发生的依据为如下情况的任意一项：a.实时计算岸电电源输出有功功率，若该功率小于设定值；b.直流母线电压超过设定阈值；2)当判定发生逆功率时，通过补偿角频率Δωr调整岸电电源输出的实际电压角频率ω，从而调整输出电压频率和相位，实现逆功率的抑制。

【技术特征摘要】
1.一种船舶高压岸电电源智能逆功率处理控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)逆功率的检测判定；判定逆功率发生的依据为如下情况的任意一项：a.实时计算岸电电源输出有功功率，若该功率小于设定值；b.直流母线电压超过设定阈值；2)当判定发生逆功率时，通过补偿角频率Δωr调整岸电电源输出的实际电压角频率ω，从而调整输出电压频率和相位，实现逆功率的抑制。2.根据权利要求1所述船舶高压岸电电源智能逆功率处理控制方法，其特征在于：所述的步骤2)中实际电压角频率ω等于补偿角频率Δωr与参考角频率ωo之和，对其积分后生成相位θ，通过补偿角频率Δωr来调整实际电压角频率ω和相位θ，使输出有功功率正常。3.根据权利要求1所述船舶高压岸电电源智能逆功率处理控...

【专利技术属性】
技术研发人员：来璐，冯宇鹏，宋晓梅，陈旭东，
申请(专利权)人：西安许继电力电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61