[发明专利]带有风能及太阳能发电的船舶直流组网电力推进系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于船舶的电气系统，特别涉及一种带有风能及太阳能发电的船舶直流组网电力推进系统。

背景技术

在工程船舶及一些特种船舶中，推进系统一般是采用柴油机作为原动机，柴油机直接驱动船舶推进器推动船舶运行的，其推进系统是由柴油机、减速器和推进器组成。柴油机的主轴与推进器轴是直接连接在一起的，存在轴系占用空间大，振动噪音强的问题。特别是当船舶负载发生较大变化时，柴油机不能迅速跟随变化，造成柴油机运行工况差，耗油量高的缺陷。这种方案的最大优势是设备成本比较低廉。 为了节省船舶轴系布置空间，提高船舶电气驱动响应速度和可操控性，开发出了船舶交流组网电力推进系统，即柴油机带动同步发电机发电，产生的恒频恒压交流电通过交流配电盘进行交流组网，交流组网后的交流电压在经过交-直-交变频器后，驱动船舶推进电动机工作，推进电动机在驱动船舶推进器推动船舶运行。当船舶负载发生变化时，由于同步发电机具有输出同频同压恒定交流电压的特点，只能通过切断或增加同步发电机的方式，来适应负载功率的变化，由于这种切换方式是非线性的，会造成运行的柴油机不能运行在最佳的功率效率点上，存在燃油使用率极其低下的问题。此外，交流组网推进系统的交流配电盘两侧的控制系统是单独设计控制的，存在柴油发电机组的控制与推动系统协的控制割裂，整个系统的集成性较差，设备占地空间大，设备价格高。随着新能源技术的发展，现在的船舶领域新能源技术的应用也越来越广泛，在船舶上太阳能和风能的利用也比较广泛，当阳光充足或者风力充沛的时候，利用新能源发电提供给船舶负载，如何将船舶新能源与直流组网电力推进系统结合，成为船舶推进系统急需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种带有风能及太阳能发电的船舶直流组网电力推进系统，解决了船舶新能源与直流组网电力推进系统结合的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：采用公共直流母线系统进行组网，柴油机带动异步发电机发电，产生的交流电通过交-直整流电路后与公共直流母线连接，船舶主推动电机通过逆变器与公共直流母线连接，船舶侧推动电机通过另一个逆变器与公共直流母线连接，实现了船舶负载发生变化时，可线性调整异步发电机的发电功率，使柴油机能工作在最佳的燃油功耗的状态下，并使船舶电网能工作在正常的工作电压下，提高了柴油机的燃烧效率，提高了发电和推动两个环节的集成性和协调性。在船舶高负荷运行状态下，通过船舶已有新能源与直流组网电力推进系统的结合，降低了柴油机的输出功率，达到了节省柴油的目的。

一种带有风能及太阳能发电的船舶直流组网电力推进系统，包括第一柴油机发电机组1和第二柴油机发电机组3，第一柴油机发电机组1通过第一整流器2与公共直流母线5连接，第二柴油机发电机组3通过第二整流器4与公共直流母线5连接在一起，在公共直流母线5上分别连接有主推进电机逆变器6和侧推进电机逆变器9，主推进电机逆变器6上连接有主推动电机7，在主推动电机7上连接有主推进器8，侧推进电机逆变器9连接有侧推动电机10，在侧推动电机10上连接有侧推进器11，在公共直流母线5上还连接有船舶日用电源逆变器12，船舶日用电源逆变器12通过变压器13与船舶日用负载14连接；在公共直流母线5上连接有风力发电整流器15，风力发电整流器15通过风力发电机组控制开关16与风力发电机组17连接。

在公共直流母线5上连接有斩波器20，斩波器20通过太阳能发电机组控制开关19与太阳能发电机组18连接。

本发明的优点和效果如下，新能源部分取代柴油机的功率供给，从而达到降低排放和能耗的目的。将新能源供电引入直流组网电力推进系统后，不仅可以促进可再生能源电力设备的应用，降低供电成本，还可以提高直流组网电力推进系统的运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的新能源发电与柴油机发电机组并联放电能量流。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。