一種船舶岸基變頻供電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于船舶岸基供電領域，特別是涉及一種船舶岸基變頻供電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]船舶在港口?？科陂g，船上部分設備不能停機，需要為此部分設備提供不間斷的電力供應。此時的電力供應主要依靠船舶自帶的柴油發(fā)電機，燃料油燃燒后的排放物已成為影響影響港口空氣質(zhì)量的重要因素，同時柴油發(fā)電機運行也對港口形成了噪聲污染。減少船舶靠港期間的污染物排放，對于港口的節(jié)能減排和環(huán)境改善具有重要意義。采用岸基電源為靠港船舶供電、靠岸期間停止船舶自帶柴油發(fā)電機的運行，可有效實現(xiàn)港口的節(jié)能減排和環(huán)境改善目標。
[0003]目前，船舶岸基供電系統(tǒng)主要有高壓上船和低壓上船兩種;對于大中型船舶負荷較大，采用高壓上船，對應供電電制為6.6KV/60HZ和6KV/50H;而對于小型船舶負荷較小，采用低壓上船，對應供電電制為440V/60HZ和380KV/50HZ。
[0004]在同一港口往往設有眾多大小不同泊位，且各個泊位供電需求并不相同。在現(xiàn)有船舶岸基供電技術和方案中，高壓上船和低壓上船均采用“點對點”的岸基供電方式，為每個泊位設置一套變頻電源系統(tǒng)，且變頻電源的輸出電壓等級和最大容量均為固定配置，成本高昂，設備利用率較低；因此，提高岸基供電設備利用率具有現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術和方案中的不足，本發(fā)明提出了一種船舶岸基變頻供電系統(tǒng)，可根據(jù)港口的實際需要，為不同泊位配置適當?shù)陌痘╇婋娫矗岣甙痘╇娫O備的利用率。
[0006]本發(fā)明的具體實現(xiàn)方案如下:
[0007]—種船舶岸基變頻供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)由主監(jiān)控系統(tǒng)、岸基電源子系統(tǒng)、接電箱子系統(tǒng)、電纜卷筒子系統(tǒng)、船舶電源子系統(tǒng)組成，其特征在于:
[0008]岸基電源子系統(tǒng)、接電箱子系統(tǒng)、電纜卷筒子系統(tǒng)、船舶電源子系統(tǒng)的電氣一次部分依次連接，所述岸基電源子系統(tǒng)的電源輸入引自港口中心變電站電源，岸基電源子系統(tǒng)根據(jù)泊位中船舶電制要求，產(chǎn)生多種不同電制輸出，為多個泊位配置岸基供電回路；
[0009]所述接電箱子系統(tǒng)包括從岸基電源子系統(tǒng)不同電制輸出端引出的多路高壓和/或低壓接電箱；
[0010]所述電纜卷筒子系統(tǒng)包括多組高壓和/或低壓電纜卷筒，所述船舶電源子系統(tǒng)為各泊位中的船舶高壓和/或低壓配電系統(tǒng)，所述高壓和/或低壓電纜卷筒分別設置在所述多路高壓和/或低壓接電箱和各船舶高壓和/或低壓配電系統(tǒng)之間；
[0011]主監(jiān)控系統(tǒng)與岸基電源子系統(tǒng)、接電箱子系統(tǒng)中各接線箱、港口中心變電站之間設有獨立通訊通道；電纜卷筒子系統(tǒng)、船舶電源子系統(tǒng)設有各自獨立的通訊總線與主監(jiān)控系統(tǒng)連接;主監(jiān)控系統(tǒng)控制器獲取各子系統(tǒng)的運行參數(shù)信息，并向各子系統(tǒng)下達控制命令，協(xié)調(diào)控制各子系統(tǒng)，實現(xiàn)輸出電制切換、并網(wǎng)模式切換、負荷轉(zhuǎn)移、保護、計量功能。
[0012]本發(fā)明還進一步包括以下優(yōu)選方案:
[0013]主監(jiān)控系統(tǒng)、各子系統(tǒng)均設有獨立控制器。
[0014]接電箱子系統(tǒng)中的各接線箱與電纜卷筒子系統(tǒng)中的對應電纜卷筒之間設有獨立通訊通道，電纜卷筒子系統(tǒng)中各電纜卷筒與船舶電源子系統(tǒng)中對應船舶配電系統(tǒng)之間設有獨立通訊通道。
[0015]所述主監(jiān)控系統(tǒng)設有主監(jiān)控系統(tǒng)控制器、數(shù)據(jù)交換機;主監(jiān)控系統(tǒng)控制器為岸基電源子系統(tǒng)和接電箱子系統(tǒng)之間的獨立通訊通道設有獨立接口；數(shù)據(jù)交換機連接主監(jiān)控系統(tǒng)控制器、電纜卷筒子系統(tǒng)控制器、船舶電源子系統(tǒng)控制器、計費工作站、安防工作站、視頻監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)服務器。
[0016]船舶電源子系統(tǒng)的靠岸并網(wǎng)模式包括岸側(cè)操作靠岸并網(wǎng)模式和船側(cè)操作靠岸并網(wǎng)模式；
[0017]岸側(cè)操作靠岸并網(wǎng)模式下，并網(wǎng)、負荷轉(zhuǎn)移操作由岸基電源子系統(tǒng)主導、其他子系統(tǒng)配合完成;船側(cè)操作靠岸并網(wǎng)模式下，并網(wǎng)、負荷轉(zhuǎn)移操作由船舶電源子系統(tǒng)主導、其他子系統(tǒng)配合完成。
[0018]在岸側(cè)操作靠岸并網(wǎng)模式下，并網(wǎng)點為岸基電源子系統(tǒng)輸出開關;并網(wǎng)前，將船舶電源子系統(tǒng)接入開關、船舶電源子系統(tǒng)與岸基電源子系統(tǒng)之間的電氣一次開關閉合，岸基電源子系統(tǒng)檢測到船舶電源參數(shù)后，調(diào)整變頻電源子系統(tǒng)的輸出參數(shù)與船舶電源一致、實現(xiàn)并網(wǎng)點兩端的并網(wǎng)同期，閉合岸基電源子系統(tǒng)輸出開關，完成并網(wǎng)；并網(wǎng)之后，岸基電源子系統(tǒng)與船舶電源子系統(tǒng)相互配合，完成負荷轉(zhuǎn)移操作，再斷開船舶電源子系統(tǒng)輸出開關，切除船舶電源。
[0019]在船側(cè)操作靠岸并網(wǎng)模式下，并網(wǎng)點為船舶電源子系統(tǒng)接入開關;并網(wǎng)前，將岸基電源子系統(tǒng)輸出開關、岸基電源子系統(tǒng)與船舶電源子系統(tǒng)之間的電氣一次開關閉合，船舶電源子系統(tǒng)檢測到岸基電源參數(shù)后，經(jīng)通訊通道調(diào)整岸基電源子系統(tǒng)的輸出參數(shù)與船舶電源一致、實現(xiàn)并網(wǎng)點兩端的并網(wǎng)同期，閉合船舶電源子系統(tǒng)接入開關，完成并網(wǎng)；并網(wǎng)之后，岸基電源子系統(tǒng)與船舶電源子系統(tǒng)相互配合，完成負荷轉(zhuǎn)移操作，再斷開船舶電源子系統(tǒng)輸出開關，切除船舶電源。
[0020]船舶電源子系統(tǒng)的離岸并網(wǎng)模式下，并網(wǎng)、負荷轉(zhuǎn)移操作由船舶電源子系統(tǒng)主導、其他子系統(tǒng)配合完成。
[0021]在離岸并網(wǎng)模式，并網(wǎng)點為船舶電源子系統(tǒng)的輸出開關;船舶電源子系統(tǒng)檢測到岸基電源參數(shù)后，調(diào)整船舶電源的輸出參數(shù)與岸基電源一致、實現(xiàn)并網(wǎng)點兩端的并網(wǎng)同期，閉合船舶電源子系統(tǒng)的輸出開關，完成并網(wǎng);并網(wǎng)之后，岸基電源子系統(tǒng)與船舶電源子系統(tǒng)相互配合，完成負荷轉(zhuǎn)移操作，再斷開岸基電源子系統(tǒng)輸出開關和船舶電源子系統(tǒng)接入開關，切除岸基電源。
[0022]岸基電源子系統(tǒng)由變頻電源控制器和變頻電源主電路組成;變頻電源控制器采用分層邏輯架構，分為三層，分別為主控制單元層、功能控制單元層和基本控制單元層;主控制單元層與主監(jiān)控系統(tǒng)通信，實現(xiàn)對變頻電源的統(tǒng)一控制；功能控制單元層實現(xiàn)變頻電源主回路中開關器件的分合邏輯處理，實現(xiàn)變頻電源主回路中功率模塊的控制規(guī)則預設、驅(qū)動及保護邏輯判別、匯總及處理采樣通道的數(shù)據(jù);所述基本控制單元層實現(xiàn)驅(qū)動變頻電源主電路中開關器件的電動操作機構，將分解后的控制信號依次分發(fā)給變頻電源主回路中各功率模塊，實現(xiàn)功率模塊之間的協(xié)調(diào)控制，對各采樣單元上傳的數(shù)據(jù)進行數(shù)制轉(zhuǎn)換和處理。[0023 ]所述變頻電源主電路為高壓輸出時的每相設置一個功率模塊組，每個功率模塊組含有若干功率模塊，各功率模塊分別從對應的移向變壓器二次繞組獲得輸入，各功率模塊輸出分別與對應的尚低壓切換開關組中的一個開關連接，開關設有常開和常閉互鎖觸點，通過控制開關常開常閉切換實現(xiàn)一路高壓輸出或多路低壓輸出，高壓輸出時為每個功率模塊組中的功率模塊依次串聯(lián)輸出三相中的一相，低壓輸出時為各功率模塊獨立三相輸出；多路低壓輸出時，通過控制低壓輸出功率切換開關組中的開關，實現(xiàn)多路功率模塊輸出輸出并聯(lián)，功率大小可以靈活配置。
[0024]岸基電源子系統(tǒng)的控制策略中預置的電氣一次線路電抗和阻抗壓降模型;根據(jù)在變頻電源出口實時檢測到的電壓和電流，計算電氣一次線路壓降，實時調(diào)整輸出進行壓降補償，保證電纜卷筒子系統(tǒng)與船舶電源子系統(tǒng)連接處的輸出電壓滿足負荷要求。
[0025]每個高壓或低壓接電箱子系統(tǒng)設有接電箱控制器、儀表、斷路器、相序切換裝置、數(shù)據(jù)采集器件、計費結(jié)算單元，就地實現(xiàn)欠壓保護、過載保護、短路保護、計費結(jié)算以及相序的就地指示和切換功能。
[0026]所述電纜卷筒子系統(tǒng)實現(xiàn)對電纜的張力、輸出長度、速度以及電機運行進行閉環(huán)控制。
[0027]本發(fā)明具有以下有益的技術效果:本發(fā)明提出一種船舶岸基變頻供電系統(tǒng)，可輸出不同電制、配置多個泊位的岸基供電回路;該系統(tǒng)可提供一路高壓三相正弦波電源輸出，也可提供多路低壓三相正弦波電源輸出，且多路輸出模式時，各路輸出功率大小可靈活配置，并實現(xiàn)下述功能:
[0028](I)系統(tǒng)功能完善。主監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)操作模式切換、輸出電制切換、并網(wǎng)模式切換、負荷轉(zhuǎn)移、保護功能、計量功能、人機交互等功能。主監(jiān)控系統(tǒng)控制器通過各子系統(tǒng)及設備控制器獲取各子系統(tǒng)及設備的運行參數(shù)信息、下達控