[发明专利]一种基于储能调峰的岸基供电系统

摘要

本发明属于港口船舶供电技术领域，具体涉及一种基于储能调峰的岸基供电系统及控制方法。并发明采用岸基船舶供电系统主动采集、跟踪、调节供电电力参数，使其逐步达到与船电系统的供电的电力参数一致，满足同期合闸条件，实现岸电与船电同期并接；不需要船舶业主投资安装同期调控并接装置，降低了岸基供电系统应用推广的门槛；岸基供电系采用统储能调峰控制技术，并且设计不同于储能应急供电的UPS，实现电压源、电流源及双向逆变智能调控的创新技术，以及充分利用谷价电实现供电成本大幅度减少的有益效果，不仅为船舶业主节省了改造的投资还提供了促进岸基船舶供电的推广途径，创造了一个既环保又改善电网调峰压力以及增加岸基船舶供电的盈利能力。

主权项

1.一种基于储能调峰的岸基供电系统及控制方法，主要包括：系统主控电路(1)、蓄电池管理模块BMS(2)、系统总线(3)、充放电控制电路(4)、直流电流源控制器(5)、直流电压源控制器(6)、50Hz频率调控器(7)、60Hz频率调控器(8)、频率相位跟踪调节电路(9)、交流电流源控制器(10)、交流电压源控制器(11)、频率调节双向逆变电路模块(12)、不控整流及滤波电路(13)、直流电力母线(14)、岸基交流电力线(15)、岸基电源(16)、逆变输出交流电力线(17)、船电参数采集器(18)、船电参数采集传感器(181)、变压器(19)、供电配电柜(20)、供电配电柜供电线路电控开关(201)、供电电力线(21)、储能蓄电池组串(22)、蓄电池监控总线(23)、蓄电池监测模块(24)、蓄电池监测参数采集线(25)、蓄电池组串电控通断电路(26)、系统人工操控面板(27)、船电配电装置(28)、船电配电装置岸基供电线路电控开关(281)、船电配电装置船电供电线路电控开关(282)、船舶用电负载(29)、船舶发电系统(30)、通信网络(31)、远程终端(32)、外连设备通信链路(33)；其中：岸基电源(16)通过岸基交流电力线(15)连接不控整流及滤波电路(13)，由不控整流及滤波电路(13)通过直流电力母线(14)顺次连接频率调节双向逆变电路模块(12)、逆变输出交流电力线(17)、变压器(19)、供电配电柜(20)、供电电力线(21)、船电连接装置(28)、船电配电装置岸基供电线路电控开关(281)和船电配电装置船电供电线路电控开关(282)以及船舶用电负载(29)，构成电压和频率主动调节的岸基船舶供电的电力路径；储能蓄电池组串(22)通过蓄电池组串电控通断电路(26)连接充放电控制电路(4)，由充放电控制电路(4)通过直流电力母线(14)顺次连接频率调节双向逆变电路模块(12)、逆变输出交流电力线(17)、变压器(19)、供电配电柜(20)、供电电力线(21)、船电连接装置(28)、船电配电装置岸基供电线路电控开关(281)和船电配电装置船电供电线路电控开关(282)以及船舶用电负载(29)，构成电压和频率主动调节的储能蓄电池船舶供电的电力路径，同时也构成了船舶用电负载(29)产生逆流电力的吸收电力路径；岸基电源(16)通过岸基交流电力线(15)连接不控整流及滤波电路(13)，由不控整流及滤波电路(13)通过直流电力母线(14)顺次连接充放电控制电路(4)、蓄电池组串电控通断电路(26)以及储能蓄电池组串(22)，构成岸基电源(16)为储能蓄电池组串(22)充电的储能电力路径；蓄电池管理模块BMS(2)通过蓄电池监控总线(23)分别连接蓄电池组串电控通断电路(26)和蓄电池监测模块(24)，并由蓄电池监测模块(24)经过蓄电池监测参数采集线(25)连接储能蓄电池组串(22)的每一个蓄电池单体，构成蓄电池管理模块BMS(2)对蓄电池的监测管理链路；系统主控电路(1)通过系统总线(3)分别连接蓄电池管理模块BMS(2)、流电流源控制器(5)、直流电压源控制器(6)、50Hz频率调控器(7)、60Hz频率调控器(8)、频率相位跟踪调节电路(9)、交流电流源控制器(10)、交流电压源控制器(11)、频率调节双向逆变电路模块(12)、船电参数采集器(18)、供电配电柜(20)，构成系统监测管控的控制链路；系统主控电路(1)连接系统人工操控面板(27)，构成岸基供电系统的人工操控链路；系统主控电路(1)通过外连设备通信链路(33)或通信网络(31)链接船电配电装置(28)，构成协同控制船电配电装置岸基供电线路电控开关(281)及船电配电装置船电供电线路电控开关(282)的通信链路；一种基于储能调峰的岸基供电系统其连接运行的控制方法为：基于储能调峰的岸基供电系统接入岸基电源(16)并启动，供电配电柜(20)连接供电电力线(21)的供电配电柜供电线路电控开关(201)常态处于分闸断电状态，由此连接船电系统后处于不导通状态并且船电配电装置(28)的船电配电装置岸基供电线路电控开关(281)常态处于分闸断电状态，在连接正常后船电配电装置(28)的船电配电装置岸基供电线路电控开关(281)受控合闸导通至供电电力线(21)；操控人员通过系统人工操控面板(27)或远程终端(32)经通信网络(31)设置船电用电规格参数，由系统主控电路(1)通过50Hz频率调控器(7)或60Hz频率调控器(8)调节控制频率调节双向逆变电路模块(12)在供电时逆变输出符合用电要求的频率并由交流电流源控制器(10)或交流电压源控制器(11)控制实现电压源供电或电流源供电的运行模式；系统主控电路(1)顺次经过系统总线(3)、船电参数采集器(18)及船电参数采集传感器(181)采集船电系统的供电的电力参数，电力参数至少包括频率、相位、相序；系统主控电路(1)根据实时采集的船电系统供电的电力参数进行计算生成控制指令以及通过频率相位跟踪调节电路(9)，控制频率调节双向逆变电路模块(12)逐步达到与船电系统的供电的电力参数一致，满足同期合闸条件并通过系统人工操控面板(27)和远程终端(32)提示操控人员；系统主控电路(1)根据操控人员通过系统人工操控面板(27)或远程终端(32)经通信网络(31)发出的供电指令，控制供电配电柜(20)的供电配电柜供电线路电控开关(201)合闸，使逆变输出交流电力线(17)经变压器(19)与供电电力线(21)连接并导通并供电，同时船电配电装置(28)的船电配电装置船电供电线路电控开关(282)受控分闸断电；系统主控电路(1)根据蓄电池管理模块BMS(2)实时监测储能蓄电池组串(22)的电力参数以及蓄电池荷电状态SOC值并按照操控人员通过系统人工操控面板(27)或远程终端(32)经通信网络(31)设置的调峰充放电时段生成符合充放电电流要求的控制指令，并通过直流电流源控制器(5)或直流电压源控制器(6)控制充放电控制电路(4)的充放电运行模式及电流源模式下的功率参数；系统主控电路(1)接到操控人员通过系统人工操控面板(27)或远程终端(32)经通信网络(31)发出的停止供电指令时，根据船电参数采集器(18)及船电参数采集传感器(181)实时采集的船电系统供电的电力参数，进行计算生成控制指令以及通过频率相位跟踪调节电路(9)，控制频率调节双向逆变电路模块(12)逐步达到与船电系统的供电的电力参数一致，满足同期合闸条件并通过系统人工操控面板(27)和远程终端(32)提示操控人员；系统主控电路(1)根据操控人员通过系统人工操控面板(27)或远程终端(32)经通信网络(31)发出的停止供电指令，控制船电配电装置(28)的船电配电装置船电供电线路电控开关(282)受控合闸导通，同时系统主控电路(1)通过交流电流源控制器(10)控制实现频率调节双向逆变电路模块(12)电流源零功率供电的运行模式，再控制船电配电装置(28)的船电配电装置岸基供电线路电控开关(281)受控分闸断电，之后控制供电配电柜(20)的供电配电柜供电线路电控开关(201)受控分闸断电，并通过系统人工操控面板(27)和远程终端(32)提示操控人员，以便完成供电过程和断开与船电装置的连接。