混合驱动电船系统的制作方法

本发明涉及船舶驱动控制领域，特别涉及一种混合驱动电船系统。

背景技术：

1、船舶驱动系统中由柴油发动机和电机驱动系统组成。柴油发动机提供航行动力，并在船舶航行的同时，拖动电机进行发电，发出的电可供船舶交流负载用电或存储在高压蓄电池，电机驱动系统在船舶进出港口时，停止柴油发动机工作，高压蓄电池的能量经电机驱动系统带动船舶航行。

2、由柴油发动机和电机驱动系统组成船舶驱动系统，不能充分合理的调配能源的使用，对于船舶航行中柴油发动机剩余能量以及港口、岸边各种电源未能合理调配使用。

3、因此，需要一种系统结构简单、合理使用港口及岸边的各类电源作为能量的混合驱动电船系统，解决当前船舶驱动中，柴油发动机在低速运行时效率低下、剩余能量的使用问题、柴油发动机驱动的船舶在进出港口时对碳排放的环境要求问题，以及港口各种电源作为驱动能源的合理使用、母线电压稳定性的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决由柴油发动机和电机驱动系统组成船舶驱动系统中，不能充分合理的调配能源的使用，对于船舶低速航行时效率低下问题、柴油发动机剩余能量以及进出港口时碳排放问题，以及港口、岸边各种电源未能合理调配使用的问题。本发明采用以下技术方案以解决上述问题：

2、本申请提供了一种混合驱动电船系统，该混合驱动电船系统包括：控制单元、供电单元和用电单元，在上述控制单元的指示下上述供电单元向上述用电单元提供电力；其中：上述供电单元包括直流母线模块、交流母线模块以及转换器件，上述直流母线单元与船外的直流电源连接，在上述控制单元指示下，上述直流电源向上述直流母线模块供电；上述直流母线模块与设置于船内的电池单元连接，在上述控制单元的指示下向上述电池单元充电，或者，上述电池单元向上述直流母线模块供电；上述交流母线模块与船外的交流电源连接，在上述控制单元指示下向，上述交流电源向上述交流母线模块供电；上述交流母线模块与上述直流母线模块通过电源转换器连接，在上述控制单元指示下，上述电源转换器，完成电源转换。

3、在一些示例中，上述直流母线模块包括母线直流断路器，上述直流联络开关将第一直流母线和第二直流母线电气连接，在上述控制单元的指示下，上述直流联络开关接通或断开上述第一直流母线和上述第二直流母线的电气连接；上述交流母线模块包括交流联络开关，上述交流联络开关将第一交流母线和第二交流母线电气连接，在上述控制单元的指示下，上述交流联络开关接通或断开上述第一交流母线和上述第二交流母线的电气连接。

4、在一些示例中，上述第一直流母线与上述第一交流母线之间设置第一电源转换器和第一断路器，上述第一电源转换器包括用于将直流电源转换为交流电源第一dc-ac转换器，和用于将交流电源转换为直流电源的第一ac-dc转换器；上述第一断路器包括设置于上述第一直流母线与上述第一dc—ac转换器之间的第一断路开关k31，和设置于上述第一交流母线与上述第一ac—dc转换器之间的第二断路开关k41。上述第二直流母线与上述第二交流母线之间设置第二电源转换器和第二断路器，上述第二电源转换器包括用于将直流电源转换为交流电源第二dc-ac转换器，和用于将交流电源转换为直流电源的第二ac-dc转换器；上述第二断路器包括设置于上述第二直流母线与上述第二dc-ac转换器之间的第三断路开关k34，和设置于上述第二交流母线与上述第二ac-dc转换器之间的第四断路开关k43。

5、在一些示例中，上述用电单元包括第一主推电机m1和第二主推电机m2，上述第一主推电机m1经第三dc-ac转换器、第五断路开关k32连接到上述第一直流母线；上述第二主推电机m2经第四dc-ac转换器、第六断路开关k33连接到上述第二直流母线。

6、在一些示例中，上述用电单元还包括静音发电机组，上述静音发电机组通过选择开关k42与上述第一交流母线或上述第二交流母线连接。

7、在一些示例中，上述直流母线模块包括分布设置于船体各处的第一储能组b11、第二储能组b12、第一电压转换dc-dc和第二电压转换dc-dc，上述第一储能组b11经上述第一电压转换dc-dc和第七断路开关k12连接到上述第一直流母线，上述第二储能组b12经上述第二电压转换dc-dc和第八断路开关k14连接到上述第二直流母线。

8、在一些示例中，上述直流母线模块还包括第三电压转换dc-dc、第四电压转换dc-dc、第九断路开关k11和第十断路开关k13，上述第三电压转换dc-dc和上述第九断路开关k11将上述第一直流母线和第一直流电源s11连接，上述第四电压转换dc-dc和上述第十断路开关k13将上述第二直流母线和第二直流电源s12连接。

9、在一些示例中，上述交流母线模块包括第一变压器b1、第二变压器b2、第三变压器b3、第四变压器b4、第十一断路开关k21、第十二断路开关k22、第十三断路开关k23和第十四断路开关k24，其中：上述第一变压器b1和上述第十一断路开关k21将船舶发动机的轴带电机mg与上述第一交流母线连接；上述第二变压器b2和上述第十二断路开关k22将设置于船体外的交流电源s21与上述第一交流母线连接；上述第三变压器b3和上述第十三断路开关k23将设置于船体外的交流电源s22与上述第二交流母线连接；上述第四变压器b4和上述第十四断路开关k24将船舶电机g与上述第二交流母线连接。

10、本申请提供的混合驱动电船系统，能够在不同的巡航情况下使用船舶内部或外部交流或直流电源，提高能源使用效率、降低排放、合理使用主推电机、太阳能、动力电池，确保各类电源及电池的并行运行母线电压的稳定，以及岸电在充电连接时与变压器和/或dc-ac转换器的无缝衔接。

技术特征：

1.一种混合驱动电船系统，其特征在于，所述混合驱动电船系统包括：

2.根据权利要求1所述的混合驱动电船系统，其特征在于，所述直流母线模块包括直流母线和直流联络开关，其中，所述直流母线包括第一直流母线和第二直流母线，所述直流联络开关将所述第一直流母线和所述第二直流母线电气连接，在所述控制单元的指示下，所述直流联络开关接通或断开所述第一直流母线和所述第二直流母线的电气连接；所述交流母线模块包括交流联络开关，所述交流联络开关将第一交流母线和第二交流母线电气连接，在所述控制单元的指示下，所述交流联络开关接通或断开所述第一交流母线和所述第二交流母线的电气连接。

3.根据权利要求2所述的混合驱动电船系统，其特征在于，所述第一直流母线与所述第一交流母线之间设置第一电源转换器和第一断路器，所述第一电源转换器包括用于将直流电源转换为交流电源第一dc-ac转换器，和用于将交流电源转换为直流电源的第一ac-dc转换器；所述第一断路器包括设置于所述第一直流母线与所述第一dc—ac转换器之间的第一断路开关k31，和设置于所述第一交流母线与所述第一ac—dc转换器之间的第二断路开关k41。

4.根据权利要求2所述的混合驱动电船系统，其特征在于，所述第二直流母线与所述第二交流母线之间设置第二电源转换器和第二断路器，所述第二电源转换器包括用于将直流电源转换为交流电源第二dc-ac转换器，和用于将交流电源转换为直流电源的第二ac-dc转换器；所述第二断路器包括设置于所述第二直流母线与所述第二dc-ac转换器之间的第三断路开关k34，和设置于所述第二交流母线与所述第二ac-dc转换器之间的第四断路开关k43。

5.根据权利要求3或4所述的任一混合驱动电船系统，其特征在于，所述用电单元包括第一主推电机m1和第二主推电机m2，所述第一主推电机m1经第三dc-ac转换器、第五断路开关k32连接到所述第一直流母线；所述第二主推电机m2经第四dc-ac转换器、第六断路开关k33连接到所述第二直流母线。

6.根据权利要求5所述的混合驱动电船系统，其特征在于，所述用电单元还包括静音发电机组，所述静音发电机组通过选择开关k42与所述第一交流母线或所述第二交流母线连接。

7.根据权利要求6所述的混合驱动电船系统，其特征在于，所述直流母线模块包括分布设置于船体各处的第一储能组b11、第二储能组b12、第一电压转换dc-dc和第二电压转换dc-dc，所述第一储能组b11经所述第一电压转换dc-dc和第七断路开关k12连接到所述第一直流母线，所述第二储能组b12经所述第二电压转换dc-dc和第八断路开关k14连接到所述第二直流母线。

8.根据权利要求7所述的混合驱动电船系统，其特征在于，所述直流母线模块还包括第三电压转换dc-dc、第四电压转换dc-dc、第九断路开关k11和第十断路开关k13，所述第三电压转换dc-dc和所述第九断路开关k11将所述第一直流母线和第一直流电源s11连接，所述第四电压转换dc-dc和所述第十断路开关k13将所述第二直流母线和第二直流电源s12连接。

9.根据权利要求7所述的混合驱动电船系统，其特征在于，所述交流母线模块包括第一变压器b1、第二变压器b2、第三变压器b3、第四变压器b4、第十一断路开关k21、第十二断路开关k22、第十三断路开关k23和第十四断路开关k24，其中：

技术总结本发明涉及船舶驱动领域，提出一种混合驱动电船系统，旨在解决当前电船驱动中柴油发动机剩余能源、港口、岸边各种电源合理调配使用问题。该混合驱动电船系统包括：控制单元、供电单元和用电单元，在控制单元的指示下供电单元向用电单元提供电力；供电单元包括直流母线模块、交流母线模块以及转换器件，在控制单元指示下向，与直流母线模块连接的直流电源向直流母线模块供电，或者向与其连接的电池单元充电，或者，电池单元向直流母线模块供电；在控制单元指示下，与交流母线模块连接的交流电源向交流母线模块供电；交流母线模块与直流母线模块通过电源转换器连接，在控制单元指示下向，完成电源转换。该混合驱动电船系统效率高、排放低。技术研发人员：黄齐敏,刘蕴哲,向守兵,李雪冲,吴威振,史志聪,高艳钊受保护的技术使用者：北京索德电气工业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29