[发明专利]多能源船舶能量管理方法和系统

权利要求书

1.一种多能源船舶能量管理系统，其特征在于，包括人机交互系统、船舶能量管理控制器、数据传输总线、复合储能系统、光伏发电系统、燃油发电机系统、负载系统、直流母线，船舶能量管理控制器连接数据传输总线对采集到的复合储能系统、光伏发电系统、燃油发电机系统、负载系统信息通过程序运算后，向各系统控制器输出控制信号，通过人机交互系统进行实况显示；船舶电力采用共直流母线的方式，复合储能系统、光伏发电系统、燃油发电机系统、负载系统并联连接至直流母线以及数据传输总线；人机交互系统包括上位机监控系统、延伸报警系统、电压/电流传感器，上位机监控系统将电压/电流传感器采集至船舶能量管理控制器内的原始数据进行处理，并在监控界面进行显示，延伸报警系统对于电力系统中异常情况进行故障报警。

2.根据权利要求1所述的多能源船舶能量管理系统，其特征在于，船舶能量管理控制器为工业用可编程逻辑控制器，对船舶各系统信息进行逻辑程序处理。

3.根据权利要求1或2所述的多能源船舶能量管理系统，其特征在于，复合储能系统包括超级电容器、锂电池以及对应DC/DC双向变换控制器，以并联的方式接入直流母线，用于船舶能量的储存和供给。

4.根据权利要求1或2所述的多能源船舶能量管理系统，其特征在于，光伏发电系统以及燃油发电机系统中光伏发电板和燃油发电机通过对应的单向变换控制器连接至直流母线；负载系统中负载通过负载控制器连接至直流母线。

5.一种基于权利要求1的多能源船舶能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤，步骤一，将多能源船舶能量管理系统划分为：配电调度层、集中控制层和设备控制层；步骤二，配电调度层为船舶能量管理控制器，根据主程序控制策略设定下发调度指令，对整个电力系统能量的参数进行监控和管理；步骤三，在集中控制层搭建光伏、复合储能、燃油发电机、负载能量管理系统，作为上下层之间信息交互的桥梁，实现电能调度、实时数据监测、负荷需求管理功能；步骤四，设备控制层为光伏发电板、锂电池、超级电容器、燃油发电机的变换控制器以及负载控制器，实现各自的最大功率点跟踪、功率调节及充放电管理功能。

6.根据权利要求5所述的多能源船舶能量管理方法，其特征在于，主程序控制策略采用阈值限定法进行功率分配控制，包含如下控制方法：

(1)检测系统是否正常，若系统故障，则报警并返回，若系统正常则进入后续控制程序；

(2)在运行状态下，光伏发电系统的光伏输出功率P_pv大于负荷需求功率P_load时，判断复合储能系统SOC值是否正常；若正常，则对复合储能系统充电，充满后接入卸载电阻；若不正常只控制光伏发电系统进行供电，多余电量接入卸载电阻进行卸载；

(3)在运行状态下，光伏发电系统的光伏输出功率P_pv小于负荷需求功率P_load时，判断复合储能系统SOC值是否正常；若不正常，则断开复合储能系统，由光伏发电系统与燃油发电机系统进行联合供电；若正常，则判断光伏输出功率P_pv与复合储能系统充/放电功率P_HESS之和是否大于负荷需求功率P_load；若小于，则启动燃油发电机进行供电，以实现电网稳定；若大于，则由光伏发电系统与复合储能系统进行联合供能。