[发明专利]一种混合动力船舶的能量控制系统及其控制方法

摘要

本发明提供了一种混合动力船舶的能量控制系统，其特征在于：包括协调控制模块、驾驶室控制模块、供配电检测模块、光伏发电模块、柴油发电机、混合储能模块、直流母线、交流母线和双向逆变器。还提供了一种混合动力船舶的能量控制系统的控制方法，其特征在于：协调控制模块能根据混合储能模块当前的剩余荷电量和直流母线功率变化量，来分别调整光伏发电模块、柴油发电机和混合储能模块的功率输出。按本发明所述的能量控制系统及控制方法来对船舶各能量模块的功率输出进行协调控制和管理，能使船舶混合动力系统的各个能量模块充分发挥各自的优势，相互协调工作，更加充分利用能源，减少能源浪费，在减少环境污染的同时降低船舶的运营成本。

主权项

1.一种混合动力船舶的能量控制系统，其特征在于：包括协调控制模块(1)、驾驶室控制模块(2)、供配电检测模块(3)、光伏发电模块、柴油发电机(10)、混合储能模块、直流母线(11)、交流母线(12)和双向逆变器(13)；所述协调控制模块包括高通滤波器和低通滤波器；所述光伏发电模块包括光伏发电单元(4)和DC/DC变换器(5)；所述混合储能模块包括超级电容器(6)、蓄电池(7)、第一双向DC/DC变换器(8)和第二双向DC/DC变换器(9)；/n所述驾驶室控制模块(2)、供配电检测模块(3)、超级电容器(6)和蓄电池(7)均与协调控制模块(1)连接；所述光伏发电单元(4)与DC/DC变换器(5)连接；所述超级电容器(6)与第一双向DC/DC变换器(8)连接；所述蓄电池(7)与第二双向DC/DC变换器(9)连接；所述DC/DC变换器(5)、第一双向DC/DC变换器(8)、第二双向DC/DC变换器(9)和供配电检测模块(3)均与直流母线(11)连接；所述双向逆变器(13)的直流端与直流母线(11)连接，所述双向逆变器(13)的交流端与交流母线(12)连接；所述柴油发电机(10)与交流母线(12)连接；所述DC/DC变换器(5)的控制部、第一双向DC/DC变换器(8)的控制部、第二双向DC/DC变换器(9)的控制部、双向逆变器(13)的控制部和柴油发电机(10)的控制部均与协调控制模块(1)连接；/n所述驾驶室控制模块(2)能将船舶的工作状态信号传输给协调控制模块(1)；所述船舶的工作状态包括：加速行进、匀速行进和减速行进。/n所述供配电检测模块(3)能检测直流母线(11)上电能的功率变化量dP，并能将所述功率变化量dP的信号传输给协调控制模块(1)；/n所述光伏发电单元(4)能将光能转化为电能输出；/n所述DC/DC变换器(5)能将光伏发电单元(4)输出的电能传输到直流母线(11)上；/n所述第一双向DC/DC变换器(8)用于实现超级电容器(6)与直流母线(11)之间的电能双向流动；/n所述第二双向DC/DC变换器(9)用于实现蓄电池(7)与直流母线(11)之间的电能双向流动；/n所述双向逆变器(13)用于实现直流母线(11)与交流母线(12)之间的电能双向流动；/n所述协调控制模块(1)能获取超级电容器(6)的剩余荷电量SOC₁及蓄电池(7)的剩余荷电量SOC₂；所述协调控制模块(1)能对输入信号进行处理并输出相应的控制信号；所述协调控制模块(1)的输入信号包括：所述船舶的工作状态信号、直流母线(11)上电能的功率变化量dP信号、超级电容器(6)的剩余荷电量SOC₁信号及蓄电池(7)的剩余荷电量SOC₂信号；所述协调控制模块(1)输出的控制信号包括：DC/DC变换器(5)的控制信号；第一双向DC/DC变换器(8)的控制信号；第二双向DC/DC变换器(9)的控制信号；柴油发电机(10)的控制信号。/n