[发明专利]船舶电力推进多模式混合动力系统实验平台及方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶电力推进系统实验技术领域，特别是涉及一种船舶电力推进多模式混合动力系统实验平台，本发明还涉及船舶电力推进多模式混合动力系统实验平台的使用方法。

背景技术

电力推进系统是一种先进的船舶推进方式。这种推进方式能够提高船舶的技术经济性能，具有操纵性能好、节能环保的特点，可以降低船舶的废气排放，减少船舶的燃料能源消耗，同时可以获得较好的动力特性。电力推进船舶的动力主电源，一般是输出电压为低压(500V及其以下)或中压(500V以上10kV以下)的柴油机-发电机组(简称柴电机组)。为了实现电力推进船舶的节能减排，对于中小型电力推进内河船舶，可采用新能源技术，如采用蓄电池、燃料电池等清洁能源为电力推进系统供电。

目前，船舶电力推进的各类试验或实验系统大致可分为三类：第一类是电力推进船舶的动力装置实验系统，包括了电源系统和推进系统；第二类是电力推进船舶的控制实验系统，主要用于船舶电力推进的控制、测试实验；第三类是电力推进船舶的仿真实验系统，提供虚拟可视化环境，用于仿真电力推进船舶的操纵、控制、故障诊断等。对于第一类实验系统，中国专利200710036256.2公开了一种船舶电力推进系统的实验系统，其中为电力推进实验系统提供电力能源的装置为柴电机组和超级电容器，其超级电容器主要作用是吸收实验系统的制动能量，使实验装置节能。中国专利200710036257.2公开了一种包括由控制系统、推进系统、负载系统和交流供电系统组成的船舶电力推进试验系统。驱动系统为交流变频电机，负载系统为直流电机模拟螺旋桨负载。对于第二类实验系统，中国专利200710036258.7公开了一种船舶电力推进试验控制系统，其控制系统主要完成试验系统的控制与监测管理，未涉及试验系统的供电电源。中国专利200910056341.X，公开了一种船舶电力推进系统控制与研发平台，由市电提供实验系统的电力，用于船舶电力推进系统实验研究、系统测试和功能开发。对于第三类实验系统，中国专利200610148324.5公开了一种船舶电力推进虚拟仿真方法，通过仿真系统控制台，对虚拟船舶及其虚拟吊舱式电力推进系统进行仿真实验。中国专利200610148325.X公开了一种船舶电力推进虚拟仿真方法，通过仿真系统控制台，实现船舶虚拟驾驶三维可视化仿真。

上述现有技术中的船舶电力推进系统实验平台的试验范围单一，不够经济。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术船舶电力推进系统实验平台的试验范围单一的问题而提出的一种船舶电力推进多模式混合动力系统实验平台，实验平台由电力推进供电实验装置、驱动实验装置和实验控制台三大部分组成。其中，电力推进供电实验装置包括了柴电机组、蓄电池、燃料电池和市电电源。根据不同实验要求，可以选择柴电机组，蓄电池，蓄电池和柴电机组，燃料电池和蓄电池，市电电源等5种不同供电模式。而电力推进驱动实验装置包括了由交流和直流推进电机、负载电机组成的二套独立运行的电力推进装置。根据不同实验要求，可以选择交流或直流双机双桨推进，交流或直流单机单桨推进，交直流混合推进等5种不同推进模式。

本发明所要解决的技术问题可通过如下技术手段来实现：

一种船舶电力推进多模式混合动力系统实验平台，包括电力推进供电实验装置、电力推进驱动实验装置、电力推进实验控制台；

所述电力推进供电实验装置和电力推进驱动实验装置通过供电电网和回馈电网连接，所述电力推进实验控制台分别与电力推进供电实验装置、电力推进驱动实验装置连接；

所述电力推进供电实验装置包括实验室市电电源，柴电机组，蓄电池组和燃料电池组，所述实验室市电电源、柴电机组和蓄电池组分别通过一开关连接到供电电网上，所述燃料电池组通过一开关连接到蓄电池组上，所述实验室市电电源还连接回馈电网；

所述电力推进驱动实验装置包括相互独立的第一电力推进装置和第二电力推进装置，所述第一、第二电力推进装置均包括直流推进电机、交流推进电机和推进负载，所述两组直流推进电机、交流推进电机以及推进负载都为同轴连接，所述直流推进电机、交流推进电机均分别通过一开关连接到供电电网上，所述两推进负载连接回馈电网；

所述电力推进实验控制台分别连接电力推进供电实验装置中的市电电源、柴电机组、蓄电池组和燃料电池组以及1号电力推进装置和2号电力推进装置。