[发明专利]实现船舶电网稳定运行的变频负载控制方法

说明书

本发明涉及一种实现船舶电网稳定运行的变频负载控制方法，具有基于电网状态的负载控制功能，能够实现对电网上各机组的合闸状态信号、预停机状态信号、频率信号和功率信号的精准快速采集，并根据变频负载控制，实时计算基于电网的负载功率限值和电网的允许负荷增加斜率，进而结合来自指令装置的功率命令，控制变频负载实时输出功率。本发明的变频负载控制方法时效性强，可以避免电网产生较大的功率或者频率波动，避免电网产生功率或者频率越限，提高机组的使用寿命，实现电网的安全稳定运行，从而保证船上各用电设备的安全运行。

技术领域

本发明涉及一种船舶自动化技术，特别涉及一种实现船舶电网稳定运行的变频负载控制方法。

背景技术

随着变频调速和自动化技术的发展，变频负载因具有启动电流小，能源效率高，调速过程快、范围广、精度高，空间布置灵活等优点得到了广泛的应用，船舶上的推进器、绞车、压缩机等设备越来越多地采用变频器进行驱动。

但船舶电网与陆地电网不同，船舶电网常用船载原动机组进行发电，船舶电网的容量相对于大功率变频负载而言较小，因此变频负载控制系统应具有基于电网状态的负载控制功能，根据电网状态实时控制变频负载，避免电网产生功率或者频率越限，也避免电网产生较大的功率或者频率波动，提高机组的使用寿命，实现电网的安全稳定运行，从而保证船上各用电设备的安全运行。

目前市场上的变频负载控制系统有的不具有基于电网状态的负载控制功能，有的虽然具有基于电网状态的负载控制功能，但有以下缺点：

1、检测电网状态的信号采集不够迅速。

2、当供电网段上的机组负荷率较高时，如果发生机组异常脱扣，变频负载控制系统不能迅速降低变频负载的功率以保护电网稳定运行。

3、基于电网状态的负载控制方法时效性弱，不能精准快速地控制变频负载的功率增长斜率和输出功率，电网可能产生较大的功率或者频率波动，严重情况下甚至导致功率或者频率越限。

发明内容

本发明是针对现在变频负载控制系统存在的问题，提出了一种实现船舶电网稳定运行的变频负载控制方法，时效性强，提高机组的使用寿命，实现电网的安全稳定运行，从而保证船上各用电设备的安全运行。

本发明的技术方案为：一种实现船舶电网稳定运行的变频负载控制方法，数字量采集模块实时采集各台机组的机组合闸状态和机组预停机状态信号，并通过通讯总线发送至变频负载控制系统控制器；模拟量采集模块采集各个电量变送器输出的各个机组功率信号和机组频率信号，并通过通讯总线发送至变频负载控制系统的控制器；在触摸屏中设置变频负载控制系统的以下参数：电网频率低限值F_L，电网频率低低限值F_LL，电网频率低限-功率限值P_L，电网频率低低限-功率限值P_LL，各个机组额定功率，各个机组功率限制系数，各个机组一级负荷系数，各个机组二级负荷系数，各个机组一级负荷斜率，各个机组二级负荷斜率，各个机组三级负荷斜率，变频负载的额定功率P_RATE，并通过通讯总线发送至变频负载控制系统控制器；指令装置接收来自操作人员或者外部系统的控制指令，并将各项控制指令发送至变频负载控制系统控制器；变频负载控制系统根据状态信号、参数和控制指令，计算实时目标负载功率和电网的允许负荷增加斜率，如果负载目标功率P_GOAL不大于当前负载功率P_ACT与电网的允许负荷增加斜率之和，则负载实时输出功率P_OUT等于负载目标功率P_GOAL，否则负载实时输出功率P_OUT等于当前负载功率P_ACT与电网的允许负荷增加斜率△P_NET之和，与负载目标功率P_GOAL中的较小者，所得变频负载的实时输出功率P_OUT输出至负载变频器，实时进行变频负载控制。

所述目标负载功率P_GOAL计算方法如下：