[发明专利]一种船用机舱综合能效管理系统

说明书

本发明针对船舶机舱系统和设备在不同工况下负荷变化大的问题，提出了一种船用机舱综合能效管理系统，本发明引入变频调速技术，调节全船的设备整体运行功率。可在满足系统运行要求的基础上大大降低设备的输入功率，降低能源消耗；将不同系统的控制逻辑整合中央工作站中，提高了设备集成度，降低了安装和使用成本，减少了机舱内部空间占用面积；实时调节流量、开关阀门、控制开度、启停设备以及控制温度压差等，不仅能减少船员操作量，还可以降低人为失误，带来人力成本上面的优势；根据不同工况下功率负载的不同，船舶可以采用更加灵活的船舶电站配置方式，在对应工况下降低发电机的油耗，最终降低船舶的运营成本。

技术领域

本发明涉及一种船用机舱综合能效管理系统，属于船舶节能领域。

背景技术

在全球节能减排的大背景下，船舶机械设备的能耗管理越来越受到船东的重视。船上的轮机设备数量较多，且须满足极端工况下的工作要求，因此其配置的电机功率往往比正常工况下所需功率大很多，实际运行时无用功率比也相对较大。当所有设备均按极端工况选型时，会导致配置的电机容量均较大，无用耗能较多，进而导致全船所需能耗偏高，船舶电站配置的发电机装机容量也较大，发电机的油耗也会对应升高，在低负荷工况时尤其明显。按目前船舶设计选型，不仅能源浪费较多，而且还增加了装机成本。

为了解决日常工况同设计工况不匹配的情况，部分轮机系统和设备引入了变频调速技术，降低输入功率来获得能耗的降低。然而，变频调速技术在实际使用中并没有出现明显的作用。这是因为当前变频调速技术在轮机系统中的应用范围较小，效益不明显；其次，船舶电站的发电机组配置没有得到优化，电气设计部门按照设备的额定功率确定发电机在不同工况下的运行情况，同实际使用中的电力负荷差生偏差。

另外，在当前船舶尽量压缩机舱空间、增大运货空间的趋势下，不同系统的变频设备相互独立，不仅挤占了机舱内部寸土寸金的空间，还造成设备采购和安装成本的上升。与此同时，虽然有些机舱设备和系统采用了变频技术，但仅是对设备进行控制，其对应系统内的阀门仍需要人工手动关闭，无法通过软件远程控制。当变频设备降速或停机时，阀门无法进行自动控制，无法做到最优最节能模式运行，且还容易出现操作失误，影响到系统内其他关键设备的运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有轮机系统和设备引入的变频调速技术在实际使用中并没有出现明显的作用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种船用机舱综合能效管理系统，其特征在于，包括中央工作站、变频控制站、能源管理站、远程遥控站和信号采集站，中央工作站负责船上各项轮机系统和船舶设备的信号和信息处理工作，中央工作站接收信号采集站发来的船上各项轮机系统和船舶设备及周围环境的状态信号，根据程序设定判断各项轮机系统和船舶设备的运行是否正常和节能，发送处理后的操作指令信号给变频控制站、能源管理站及远程遥控站；

远程遥控站可在某些船舶设备开机或停机时，远程开关该船舶设备前后的管路阀门，也可对各项轮机系统中的遥控阀组进行集中管理。

能源管理站包含了船舶电站和配电系统，可在确定了不同工况和航行时段的电力负荷、使用变频控制的轮机系统和船舶设备后，配置各工况下对应的船舶电站中的发电机组；能源管理站可在全船电力负荷下降时降低发电机组转速低负荷运行，达到降低油耗的效果；

信号采集站负责收集汇总机舱设备的运行信号、阀附件的开关信号以及全船各处传感器的信号，并传输至中央工作站。

优选地，所述中央工作站保留手动应急操作模式。

优选地，所述变频控制站集成了应用变频调速技术的所述各项轮机系统和所述船舶设备的变频器，在所述船舶设备负荷较低时，可根据中央工作站输入的控制信号，将能源管理站提供的电源转化为所述船舶设备所需的变频电源，输出给所述船舶设备。

优选地，所述船舶设备包含变频设备和除变频设备外的其他可远程操作的远程操作船舶设备。