一種智能化船舶岸基供電設備的制造方法
【專利說明】一種智能化船舶岸基供電設備
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于岸基供電設施領域，涉及一種智能化船舶岸基供電設備。
【背景技術】
[0003]目前國內大多數船舶靠港期間采用船舶自帶發電機提供電源，這會對港口環境產生極大的影響，同時也不利于節能減排。船舶靠港期間采用岸基電源供電可有效降低環境污染，但是，由于國外船舶電源頻率與國內供電電源頻率不一致，電網供電電源需經過頻率變換后才能滿足船舶需求，致使岸基供電設備發展緩慢，并且目前已有的岸基供電設備存在操作復雜、功能簡單、保護不完善等問題。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種智能化船舶岸基供電設備，實現自動調節供電電源頻率、無擾切換船舶電源、自動監測供電設備和船舶用電設備狀態及智能進行電源管理的目的。
[0005]為解決上述問題，本發明采用如下技術方案:
所述智能化船舶岸基供電設備由變壓器及輸入連接部分、功率部分、控制系統、輸出連接部分、調試系統、控制小屏和上級接口組成。所述變壓器及輸入連接部分實現岸基市電與所述供電設備的連接，為所述供電設備提供電源；所述功率部分將輸入的市電轉換成船舶所需頻率和電壓的輸出電源；所述輸出連接部分，實現所述供電設備與船舶用電系統的連接，為船舶供電；所述控制系統是所述供電設備的控制中樞；所述控制小屏用于顯示設備狀態和參數信息，以及用于輸入控制命令和控制參數；所述調試系統是用于對設備的功能及參數指標進行調試；所述上級接口是用于向上級數據中心傳輸所述供電設備的狀態參數，接受上級數據中心對所述供電設備的控制命令。所述變壓器及輸入連接部分與所述功率部分通過電力線連接，所述功率部分與所述輸出連接部分通過電力線連接，所述功率部分與控制系統通過光纖連接，所述控制小屏和所述調試系統分別通過RS232接口與所述控制系統連接，所述上級接口模塊通過RS485接口與所述控制系統連接。所述供電設備采用IGBT組成所述功率部分，采用DSP芯片作為控制核心。
[0006]所述功率部分包括整流單元、逆變單元、濾波單元和變壓器。所述整流單元將交流電轉變為直流電，所述逆變單元將直流電再轉換為所需頻率的交流電，所述濾波單元對逆變單元輸出的電源進行濾波處理，確保輸出電源的電能質量能夠滿足船舶供電需求，所述變壓器將交流電變換到船舶所需的電壓，從而將電網的50Hz電源轉換為能夠滿足船舶需求的60Hz電源。
[0007]所述控制系統在船舶靠港后，可自動檢測船舶電源的頻率和相位，并調節岸基電源輸出頻率和相位，使其與船舶電源一致，而后再停止船舶發電機，轉而由岸基電源供電；所述控制系統內置一個相位PI調節器，可實時調節輸出電源相位。
[0008]所述控制系統內置電源管理模塊，可實現岸基供電系統的智能管理，具體包括:顯示和控制電源輸入、輸出諧波；電量和計費管理；岸基供電系統智能診斷；船舶用電系統智能診斷；系統配置網絡接口，可將岸基供電系統的所有數據通過網絡遠程傳輸至DCS控制系統，實現遠程監控和管理。
[0009]本發明的有益效果是:
(1)智能無擾切換，可實現岸基電源的帶電切換，在船舶側有一臺發電機運行時將船舶負載轉移至岸基電源，對船舶用電設備無任何影響；
(2)先進的諧波控制技術，通過采用領先的變頻控制技術，同時配置諧波濾波裝置，確保輸入和輸出諧波含量均滿足國際和國家標準要求；
(3)智能供電管理，采用先進的能源管理軟件，實現電量和計費管理、供電系統智能故障診斷、船舶用電系統智能故障診斷；
(4)快速的擾動恢復功能，當負載發生導致電壓變化時，系統快速響應，擾動恢復時間小于20ms ；
(5)可實現船舶岸基供電系統的智能化、無人化、安全可靠運行。
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0011]圖1是本發明所述智能化船舶岸基供電設備結構框圖。
[0012]圖2是本發明所述智能化船舶岸基供電設備主工作回路示意圖。
[0013]圖中:1.變壓器及輸入連接部分，2.功率部分，3.控制系統，4.輸出連接部分，5.調試系統，6.控制小屏，7.上級接口，8.輸入開關矩陣，9.整流單元，10.逆變單元，
11.濾波單元，12.變壓器，13.受電船舶，14.電力線，15.光纖，16.RS232，17.RS485。
【具體實施方式】
[0014]參見圖1、圖2，所述智能化船舶岸基供電設備由變壓器及輸入連接部分1、功率部分2、控制系統3、輸出連接部分4、調試系統5、控制小屏6和上級接口 7組成。所述變壓器及輸入連接部分I實現岸基市電與所述供電設備的連接，為所述供電設備提供電源；所述功率部分2將輸入的市電轉換成船舶所需頻率和電壓的輸出電源；所述輸出連接部分4實現所述供電設備與受電船舶13的連接，為船舶供電；所述控制系統3是所述供電設備的控制中樞；所述控制小屏6用于顯示設備狀態和參數信息，以及用于輸入控制命令和控制參數；所述調試系統5是用于對設備的功能及參數指標進行調試；所述上級接口 7是用于向上級數據中心傳輸所述供電設備的狀態參數，接受上級數據中心對所述供電設備的控制命令。所述變壓器及輸入連接部分I與所述功率部分2通過電力線14連接，所述功率部分2與所述輸出連接部分4通過電力線14連接，所述功率部分2與控制系統3通過光纖15連接，所述控制小屏6和所述調試系統5分別通過RS232接口 16與所述控制系統3連接，所述上級接口模塊7通過RS485接口 17與所述控制系統3連接。所述供電設備采用IGBT組成功率部分2，采用DSP芯片作為控制核心。
[0015]參見圖1、圖2，所述功率部分2包括整流單元9、逆變單元10、濾波單元11和變壓器12。所述整流單元9將交流電轉變為直流電，所述逆變單元10將直流電再轉換為所需頻率的交流電，所述濾波單元11對逆變單元10輸出的電源進行濾波處理，確保輸出電源的電能質量能夠滿足船舶供電需求，所述變壓器12將交流電變換到船舶所需的電壓，從而將電網的50Hz電源轉換為能夠滿足船舶需求的60Hz電源。
[0016]所述控制系統3在船舶靠港后，可自動檢測船舶電源的頻率和相位，并調節岸基電源輸出頻率和相位，使其與船舶電源一致，而后再停止船舶發電機，轉而由岸基電源供電；所述控制系統3內置一個相位PI調節器，可實時調節輸出電源相位。
[0017]所述控制系統3內置電源管理模塊，可實現岸基供電系統的智能管理，具體包括:顯示和控制電源輸入、輸出諧波；電量和計費管理；岸基供電系統智能診斷；船舶用電系統智能診斷；系統配置網絡接口，可將岸基供電系統的所有數據通過網絡遠程傳輸至DCS控制系統，實現遠程監控和管理。
[0018]最后應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種智能化船舶岸基供電設備，其特征在于:所述供電設備由變壓器及輸入連接部分、功率部分、控制系統、輸出連接部分、調試系統、控制小屏和上級接口組成；所述變壓器及輸入連接部分實現岸基市電與所述供電設備的連接，為所述供電設備提供電源；所述功率部分將輸入的市電轉換成船舶所需頻率和電壓的輸出電源；所述輸出連接部分，實現所述供電設備與船舶用電系統的連接，為船舶供電；所述控制系統是所述供電設備的控制中樞；所述控制小屏用于顯示設備狀態和參數信息，以及用于輸入控制命令和控制參數；所述調試系統是用于對設備的功能及參數指標進行調試；所述上級接口是用于向上級數據中心傳輸所述供電設備的狀態參數，接受上級數據中心對所述供電設備的控制命令；所述變壓器及輸入連接部分與所述功率部分通過電力線連接，所述功率部分與所述輸出連接部分通過電力線連接，所述功率部分與控制系統通過光纖連接，所述控制小屏和所述調試系統分別通過RS232接口與所述控制系統連接，所述上級接口模塊通過RS485接口與所述控制系統連接；所述供電設備采用IGBT組成所述功率部分，采用DSP芯片作為控制核心。2.如權利要求1所述的智能化船舶岸基供電設備，其特征在于:所述功率部分包括整流單元、逆變單元、濾波單元和變壓器；所述整流單元將交流電轉變為直流電，所述逆變單元將直流電再轉換為所需頻率的交流電，所述濾波單元對逆變單元輸出的電源進行濾波處理，確保輸出電源的電能質量能夠滿足船舶供電需求，所述變壓器將交流電變換到船舶所需的電壓，從而將電網的50Hz電源轉換為能夠滿足船舶需求的60Hz電源。3.如權利要求1所述的智能化船舶岸基供電設備，其特征在于:所述控制系統在船舶靠港后，可自動檢測船舶電源的頻率和相位，并調節岸基電源輸出頻率和相位，使其與船舶電源一致，而后再停止船舶發電機，轉而由岸基電源供電；所述控制系統內置一個相位PI調節器，可實時調節輸出電源相位。4.如權利要求1所述的智能化船舶岸基供電設備，其特征在于:所述控制系統內置電源管理模塊，可實現岸基供電系統的智能管理，具體包括:顯示和控制電源輸入、輸出諧波；電量和計費管理；岸基供電系統智能診斷；船舶用電系統智能診斷；系統配置網絡接口，可將岸基供電系統的所有數據通過網絡遠程傳輸至DCS控制系統，實現遠程監控和管理。
【專利摘要】本發明公開了一種智能化船舶岸基供電設備。所述供電設備由變壓器及輸入連接部分、功率部分、控制系統、輸出連接部分、調試系統、控制小屏和上級接口組成。所述變壓器及輸入連接部分與所述功率部分通過電力線連接，所述功率部分與所述輸出連接部分通過電力線連接，所述功率部分與控制系統通過光纖連接，所述控制小屏和所述調試系統分別通過RS232接口與所述控制系統連接，所述上級接口模塊通過RS485接口與所述控制系統連接。所述供電設備采用IGBT組成所述功率部分，采用DSP芯片作為控制核心。所述供電設備能夠實現自動調節供電電源頻率、無擾切換船舶電源、自動監測供電設備和船舶用電設備狀態及智能進行電源管理。
【IPC分類】H02J3/00, H02J13/00, H02J3/01
【公開號】CN105162121
【申請號】CN201510723312
【發明人】祖軍, 于勝濤, 孫俊杰, 肖瑞鋒
【申請人】能科節能技術股份有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年10月29日