【技术实现步骤摘要】
本申请涉及船舶电力，具体涉及一种船舶电网系统及其功率匹配方法。
技术介绍
1、船舶电网系统中的电力推进系统通常采用串轴电机，并且在船舶前后电站分别配置两台推进电机。由于串轴推进电机在前后电站分网或者并网两种工况下的功率分配不同，因此需要制定适用于不同应用工况的功率匹配方法。然而，现有的船舶电网系统的功率匹配策略中未对故障进行识别与处理，因而系统可靠性比较差。
技术实现思路
1、专利技术目的：本申请实施例提供一种船舶电网系统的功率匹配方法，旨在克服现有技术存在船舶电网系统可靠性差的技术问题；本申请实施例的另一目的是提供一种船舶电网系统。
2、技术方案：本申请实施例所述的一种船舶电网系统的功率匹配方法，应用于所述船舶电网系统；所述船舶电网系统包括：串轴推进电机、模拟量采集模块、汇流排和负载支路；
3、所述方法包括：
4、通过所述模拟量采集模块采集所述船舶电网系统的汇流排的电压和负载支路的电流；
5、采用预设滤波算法对所述汇流排的电压和所述负载支路的电流进行滤波处理，并根据滤波处理后的电压和电流确定所述船舶电网系统的当前负荷率；
6、根据所述船舶电网系统的当前负荷率调节所述串轴推进电机的输出功率；并对所述船舶电网系统的故障进行识别与定位。
7、在一些实施例中，所述预设滤波算法，包括：
8、对目标模拟量采集通道，进行预设采样次数采样，且每次采样连续采集预设数量的采样点；
9、计算每次采样的所述预
10、筛选并剔除所述预设采样次数采样的所述第一平均值中的最大值和最小值；
11、计算剔除最大值和最小值后的预设采样次数采样的所述第一平均值的平均值，记为第二平均值。
12、在一些实施例中，所述第二平均值的计算公式为：
13、
14、x(k)＝(x(1)+x(2)+......+x(m))/m
15、p＝max{x(k)+(k-1)+(k-2)+......+x(k-n)}
16、q＝min{x(k)+(k-1)+(k-2)+......+x(k-n)}
17、其中，为第二平均值；n为预设采样次数；m为预设数量；x(i)为i次采样的第一平均值；p为预设采样次数采样的所述第一平均值中的最大值；q为预设采样次数采样的所述第一平均值中的最小值；x(k)为k时刻采集的m个采样点的平均值。
18、在一些实施例中，所述根据滤波处理后的电压和电流确定所述船舶电网系统的当前负荷率，包括：
19、根据滤波处理后的电压和电流计算所述船舶电网系统中第一类负载的实时功率；
20、确定所述船舶电网系统中第二类负载的最大功率和所述船舶电网系统中发电机组的额定功率；
21、根据所述第一类负载的实时功率、所述第二类负载的最大功率以及所述发电机组的额定功率计算所述船舶电网系统的当前负荷率。
22、在一些实施例中，所述当前负荷率的计算公式为：
23、
24、其中，pi为m个第二类负载的最大功率，pj为n个第一类负载的实时功率，pk为k个发电机组的额定功率。
25、在一些实施例中，所述船舶电网系统还包括开关量输出模块；所述根据所述船舶电网系统的当前负荷率调节所述串轴推进电机的输出功率，包括：
26、当所述船舶电网系统的当前负荷率大于或者等于第一预设负荷率时，通过所述开关量输出模块输出快速功率限制信号至所述串轴推进电机的变频器；
27、当所述船舶电网系统的当前负荷率大于或者等于第二预设负荷率时，通过所述开关量输出模块输出紧急功率限制信号至所述串轴推进电机的变频器。
28、在一些实施例中，所述第一预设负荷率小于所述第二预设负荷率。
29、在一些实施例中，所述船舶电网系统包括前电站和后电站；所述前电站和所述后电站分别设置两个功率匹配单元；且所述前电站的两个功率匹配单元互为冗余，所述后电站的两个功率匹配单元互为冗余；所述功率匹配单元至少包括通信模块和光纤环网；
30、所述对所述船舶电网系统的故障进行识别与定位，包括：
31、当互为冗余的功率匹配单元中有且仅有一个出现单一故障时，通过光纤环网获取正常的功率匹配单元的采集数据；
32、当互为冗余的功率匹配单元同时出现单一故障时，通过通信模块向监测网上报综合故障；
33、当互为冗余的功率匹配单元中有且仅有一个出现单一故障时，且互为冗余的功率匹配单元所对应的所述光纤环网同时出现故障时，通过通信模块向监测网上报综合故障。
34、在一些实施例中，所述功率匹配单元还包括：开关量采集模块、所述模拟量采集模块和计算模块；
35、所述单一故障包括：所述开关量采集模块断线故障、所述模拟量采集模块断线故障、所述计算模块宕机故障以及通信故障中的至少一种；
36、所述综合故障包括数据计算不全故障和所述功率匹配单元故障。
37、在一些实施例中，对所述单一故障和所述综合故障的识别包括：
38、当所述模拟量采集模块采集到的模拟量的电流值小于预设电流时，判定为所述模拟量采集模块断线故障；
39、当所述开关量采集模块采集断线检测硬件电路对开关量的断线情况反馈结果为有效时，判定为所述开关量采集模块断线故障；
40、当所述计算模块的中央处理器没有心跳时，判定为所述计算模块宕机故障；
41、当所述功率匹配单元的模拟量数据和/或开关量数据因所述单一故障导致异常时，判定为所述数据计算不全故障；
42、当出现所述数据计算不全故障和所述计算模块宕机故障中的至少一种时，判定为所述功率匹配单元故障。
43、相应的，本申请实施例所述的一种船舶电网系统，包括：串轴推进电机、模拟量采集模块、汇流排、负载支路、滤波模块、计算模块、功率调节模块和故障识别模块；
44、所述模拟量采集模块用于采集所述船舶电网系统的汇流排的电压和负载支路的电流；
45、所述滤波模块用于采用预设滤波算法对所述汇流排的电压和所述负载支路的电流进行滤波处理；
46、所述计算模块用于根据滤波处理后的电压和电流确定所述船舶电网系统的当前负荷率；
47、所述功率调节模块用于根据所述船舶电网系统的当前负荷率调节所述串轴推进电机的输出功率；
48、所述故障识别模块用于对所述船舶电网系统的故障进行识别与定位。
49、在一些实施例中，该船舶电网系统还包括前电站和后电站；所述前电站和所述后电站分别设置两个功率匹配单元；且所述前电站的两个功率匹配单元互为冗余，所述后电站的两个功率匹配单元互为冗余；所述功率匹配单元至少包括通信模块和光纤环网；
50、所述故障识别模块还用于：
51、当互为冗余的功率匹配单元中有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，应用于所述船舶电网系统；所述船舶电网系统包括：串轴推进电机、模拟量采集模块、汇流排和负载支路；
2.根据权利要求1所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述预设滤波算法，包括：
3.根据权利要求2所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述第二平均值的计算公式为：
4.根据权利要求1所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述根据滤波处理后的电压和电流确定所述船舶电网系统的当前负荷率，包括：
5.根据权利要求4所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述当前负荷率的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述船舶电网系统还包括开关量输出模块；所述根据所述船舶电网系统的当前负荷率调节所述串轴推进电机的输出功率，包括：
7.根据权利要求6所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述第一预设负荷率小于所述第二预设负荷率。
8.根据权利要求1所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所
9.根据权利要求7所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述功率匹配单元还包括：开关量采集模块、所述模拟量采集模块和计算模块；
10.根据权利要求8所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，对所述单一故障和所述综合故障的识别包括：
11.一种船舶电网系统，其特征在于，包括：串轴推进电机、模拟量采集模块、汇流排、负载支路、滤波模块、计算模块、功率调节模块和故障识别模块；
12.根据权利要求11所述的船舶电网系统，其特征在于，还包括前电站和后电站；所述前电站和所述后电站分别设置两个功率匹配单元；且所述前电站的两个功率匹配单元互为冗余，所述后电站的两个功率匹配单元互为冗余；所述功率匹配单元至少包括通信模块和光纤环网；
...【技术特征摘要】
1.一种船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，应用于所述船舶电网系统；所述船舶电网系统包括：串轴推进电机、模拟量采集模块、汇流排和负载支路；
2.根据权利要求1所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述预设滤波算法，包括：
3.根据权利要求2所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述第二平均值的计算公式为：
4.根据权利要求1所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述根据滤波处理后的电压和电流确定所述船舶电网系统的当前负荷率，包括：
5.根据权利要求4所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述当前负荷率的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述船舶电网系统还包括开关量输出模块；所述根据所述船舶电网系统的当前负荷率调节所述串轴推进电机的输出功率，包括：
7.根据权利要求6所述的船舶电网系统的功率匹配方法，其特征在于，所述第一预设负荷率小于所述第二预设负荷率。
8.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘予学，邵梦麟，员钦升，许建军，曹圣，张传庆，岳丹阳，罗迪，刘忠华，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：
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