[发明专利]直流组网船舶混动实验室的能量控制系统及其控制方法

说明书

本发明实施例公开了一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统及其控制方法。能量控制系统包括：状态采集模块，与柴油发电机组、锂电池组、超级电容器、推进电机、第一直流母线和第二直流母线连接，用于采集其运行信息；PLC主控制器，包括信号采集输入端和控制输出端，信号采集输入端与状态采集模块电连接；控制输出端与整流配电柜、斩波柜和逆变电源柜的控制端连接，对柴油发电机组、锂电池组和推进电机进行能量控制。与现有技术相比，本发明实施例有利于实现直流组网船舶混动实验室能量的高效分配。

技术领域

本发明实施例涉及船舶技术领域，尤其涉及一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统及其控制方法。

背景技术

目前船舶电力推进系统基本采用交流组网的方式，在电能的发电、并网、分配过程中，电能损耗偏高，能量利用率偏低，且并网过程会对交流系统造成震荡。

直流组网配电方式通过直流母线将电能汇聚到一起，再分配给相关负荷使用，直流负荷直接由直流母线供电或者降压供电，交流负荷通过变频器将直流电能逆变为交流电供电，省去了交流并网的过程。同时，直流组网配电方式具备损耗低，电能质量高，能量分配管理高效等优点，并且可以接入锂电池、光伏等新能源电源，解决了交流组网配电方式的能源利用率低，能量转换慢等缺点。

近年来，电力推进船舶采用直流组网配电方式的研究越来越多，但对于多能源同时接入电网，实现能量高效分配的管理方案并不成熟，对此对直流组网配电进行能量管理的研究将是实现高效能源利用率的关键。

发明内容

本发明实施例提供一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统及其控制方法，以实现能量的高效分配。

第一方面，本发明实施例提供了一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统，包括：

整流配电柜，连接于柴油发电机组和第一直流母线之间，以及连接于厂区电网和所述第一直流母线之间；

斩波柜，连接于锂电池组和所述第一直流母线之间，以及连接于超级电容器和所述第一直流母线之间；

逆变电源柜，连接于所述第一直流母线与推进电机之间，以及连接于所述第一直流母线与第二直流母线之间；其中，所述第二直流母线用于向用电负载供电；

状态采集模块，与所述柴油发电机组、所述锂电池组、所述超级电容器、所述推进电机、所述第一直流母线和所述第二直流母线连接，用于采集其运行信息；

PLC主控制器，包括信号采集输入端和控制输出端，所述信号采集输入端与所述状态采集模块电连接；所述控制输出端与所述整流配电柜、所述斩波柜和所述逆变电源柜的控制端连接，对所述柴油发电机组、所述锂电池组和所述推进电机进行能量控制。

可选地，所述PLC主控制器采用冗余PLC架构。

可选地，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括：模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块；

其中，所述模拟量输入模块和所述数字量输入模块均与所述PLC主控制器的输入端电连接，用于将所述状态采集模块输出的模拟量和数字量与所述PLC主控制器进行匹配；

所述模拟量输出模块和所述数字量输出模块均与所述PLC主控制器的输出端电连接，用于将所述PLC主控制器输出的信号转换为与被控设备匹配的模拟量和数字量。

可选地，所述PLC主控制器与被控设备之间通过以下通信接口中的至少一种进行通信：以太网通信接口模块、CAN通信接口模块和工业现场总线协议通信接口模块。

可选地，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括：

人机界面交互装置，与所述PLC主控制器电连接；所述人机界面交互装置用于根据所述PLC主控制器的信号进行工程生产管理系统控制操作、参数设置、运行状态和报警显示功能中的至少一种。