一种船载用电直流组网系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船载用电直流组网系统，属于船舶组网电力技术领域，包括直流母线，所述直流母线的输入侧设有配电板、新能源发电模块和储能柜；所述配电板通过充电模块并入所述直流母线上，所述配电板上连接有供电模块；所述新能源发电模块通过二极管连接于所述直流母线上；所述储能柜直接连接于所述直流母线上；所述直流母线的输出侧通过储能变流器连接船载用电负载。本发明专利技术中充电模块的设置，可确保轴带发电机组和柴油发电机组始终运行于最大功率点，能够大大节约能源；同时可充分利用可再生能源进行发电，节省了能源也降低了环境污染；此外还可省去变压器组和变频器组等冗余设备，输出质量清洁的电源，大大降低谐波污染。大大降低谐波污染。大大降低谐波污染。

【技术实现步骤摘要】
一种船载用电直流组网系统


[0001]本专利技术属于船舶组网电力
，具体涉及一种船载用电直流组网系统。

技术介绍

[0002]当前在远航船舶中，船载用电通常是依靠多套柴油发电机和轴带发电机提供整船动力以及生活用电。这种供电方案中，负载的功率无法时刻恒定于发电机的最大效率点，三相负载不完全平衡，因此发电机组的效率低下、能源浪费多、环境污染程度高；并且这种供电方案中，输出侧需要配套多台变压器、变频器等稳压稳频设备，冗余过度，设备投入成本高；同时为了节省能源，在船舶停泊靠岸期间为节约能源，会将柴油发电机组关闭，导致船员生活艰辛。
[0003]为了克服这种问题，中国专利技术专利申请CN111478307A(船舶直流组网电力系统及其运行和功率优化控制方法)公开了一种船舶直流组网电力系统，包括两个推进单元，推进单元包括直流母线，直流母线上连接有发电机供电机构、船舶推进机构，直流母线间设有电力电子开关，可实时获取系统运行状态下的负载总功率，通过建立功率分配优化模型，来提高分配发电机组功率的精确性。中国专利技术专利申请CN113507144A(一种船舶交直流组网配电功率管理系统及其供电方法)中，功率管理系统包括直流母排、岸电电源、轴带发电机、锂电池组、交流排和柴油发电机，通过交流排功率管理系统和直流排功率管理系统进行整合，以提高船舶电网的运行效率。上述两件专利申请中，均是通过设置管理控制系统来控制调节发电机的功率，需要引入复杂的控制算法和额外的控制设备，不能从根本上解决能源浪费多、环境污染程度高的问题。
专利技术内容
[0004]本专利技术的目的在于提供一种船载用电直流组网系统，以解决上述
技术介绍
中提到的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种船载用电直流组网系统，包括直流母线，所述直流母线的输入侧设有配电板、新能源发电模块和储能柜；
[0006]所述配电板通过充电模块并入所述直流母线上，所述配电板上连接有供电模块；所述新能源发电模块通过二极管连接于所述直流母线上；所述储能柜直接连接于所述直流母线上；所述直流母线的输出侧通过储能变流器连接船载用电负载。
[0007]其中，充电模块的输入侧为交流宽电压输入，范围为300
‑
485VAC；输出侧为直流宽电压输出，范围为200
‑
1000VDC。
[0008]储能变流器的输入侧为直流宽电压输入，范围为600
‑
900VDC；输出侧为交流电压输出，为380VAC。
[0009]进一步的，所述供电模块包括并联连接的发电机组和岸电输入口。
[0010]进一步的，所述发电机组包括并联连接的柴油发电机组和轴带发电机组。
[0011]进一步的，所述新能源发电模块包括并联连接的直流微风发电模块、光伏发电模
块和浪涌发电模块。
[0012]进一步的，所述储能柜为可扩展的标准储能柜，每套所述储能柜中包括4个电池PACK和1个汇流箱。
[0013]进一步的，所述船载用电负载包括三相负载和单相负载。
[0014]进一步的，所述配电板为3AC380V配电板。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的船载用电直流组网系统具有如下优点：
[0016](1)本专利技术中，在船载用电直流组网系统中，在直流母线上通过充电模块接入供电模块，供电模块包括柴油发电机组、轴带发电机组和岸电输入口，充电模块可将交流电转换为直流电，在船舶航行时收集轴带发电机组的富裕能量，停泊时可利用岸电输入口进行补电，确保轴带发电机组和柴油发电机组始终运行于最大功率点，可大大节约能源。
[0017](2)本专利技术中通过防反二极管接入新能源发电模块，此外在直流母线上还连接有储能设备，可充分利用可再生能源进行发电，并还可将富裕电能储存起来，进一步节省了能源，也降低了环境污染。
[0018](3)本专利技术与传统的船载用电系统相比，可省去变压器组和变频器组等冗余设备，还可降低柴油发电机组的数量，负载用电也可增加为三相和单相负载，解决了三相负载不平衡的问题。
[0019](4)本专利技术中，将新能源发电模块产生的电能输入直流母线中并存入储能设备中，与供电模块提供的电能一样，进一步由储能变流器转为船载用电负载所需电能，由于储能变流器输出的电源质量清洁，谐波污染小，可直接用于船载用电负载，逆变效率大于90％。
[0020](5)本专利技术中组网系统采用直流电制，兼容性强，储能设备、新能源及船载交流电均可接入直流母线，接口和控制简单方便。
附图说明
[0021]图1：传统的船载用电组网系统。
[0022]图2：本专利技术的船载用电直流组网系统。
[0023]图3：本专利技术的船载用电直流组网系统的通讯拓扑。
[0024]其中，1、柴油发电机组；2、轴带发电机组；3、岸电输入口；4、3AC380V配电板；5、三相负载；6、变压器组；7、变频器；8、AC220V配电板；9、单相负载；10、充电模块；11、直流母线；12、储能柜；13、船载用电负载；14、储能变流器；15、直流微风发电群；16、光伏发电群；17、浪涌发电群；18、二极管；19、电池PACK；20、BCU；21、BAU；22、通讯板卡；23、监控平台。
具体实施方式
[0025]如图1所示，为传统的船载用电系统，可看出，传统的船载用电系统中，由3台50KW柴油发电机并联连接组成柴油发电机组1、由2台30KW轴带发电机并联连接组成轴带发电机组2、1个岸电输入口3共同构成船载用电负载的电能输入系统，三者并联连接，接入3AC380V配电板4上。
[0026]3AC380V配电板4的输出侧依次通过变压器组6和变频器7连接AC220V配电板8，然后再通过AC220V配电板8连接单相负载9，为船载用电负载提供电能；其中变压器组6由2台380/220V的变压器并联组成。
[0027]此外3AC380V配电板4的输出侧还连接有三相负载5，为船载用电负载提供电能。
[0028]这种传统的船载用电系统中，需要设置用来稳定发电机组电能质量的冗余设备，例如变压器组6、变频器7等，设备投入成本较高。
[0029]为改进当前现状，下面通过对具体实施例进行详细阐述，说明本专利技术的技术方案。
[0030]一种船载用电直流组网系统，以解决现有的船载用电无法长期提供稳定电源、可再生能源利用效率低、船载配电设备冗余多度、柴油发电机最大功率点不可控、三相负载不平衡、柴油发电机输出电源谐波污染等问题。
[0031]具体的，一种船载用电直流组网系统，包括直流母线11，在直流母线11的输入侧设有配电板、新能源发电模块和储能柜12。
[0032]配电板通过充电模块10并入直流母线11上，配电板上连接有供电模块；新能源发电模块通过二极管18连接于直流母线11上；储能柜12直接连接于直流母线11上；
[0033]直流母线11的输出侧通过储能变流器14连接船载用电负载13。其中所述船载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船载用电直流组网系统，其特征在于：包括直流母线，所述直流母线的输入侧设有配电板、新能源发电模块和储能柜；所述配电板通过充电模块并入所述直流母线上，所述配电板上连接有供电模块；所述新能源发电模块通过二极管连接于所述直流母线上；所述储能柜直接连接于所述直流母线上；所述直流母线的输出侧通过储能变流器连接船载用电负载。2.如权利要求1所述的船载用电直流组网系统，其特征在于：所述供电模块包括并联连接的发电机组和岸电输入口。3.如权利要求1所述的船载用电直流组网系统，其特征在于：所述发电机组包括并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：郦东兵，王永文，戴鹏，张宇翔，胡鑫，
申请(专利权)人：常州智戌新能源电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：