一種岸電變頻電源自動(dòng)并車控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種岸電變頻電源自動(dòng)并車控制方法，本發(fā)明專利技術(shù)岸電變頻電源自動(dòng)并車控制方法替代了傳統(tǒng)自動(dòng)并車方案中同期并車控制裝置，并簡(jiǎn)化了自動(dòng)并車過(guò)程中的控制流程，避免因同期并車控制裝置的誤動(dòng)作產(chǎn)生損壞船舶或岸電設(shè)備的問(wèn)題，同時(shí)也有效提高了岸電變頻電源自動(dòng)并車中的成功率與可靠性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種基于虛擬同步發(fā)電機(jī)特性的岸電變頻電源平滑并入船舶供電系統(tǒng)的控制方法，主要解決船舶供電系統(tǒng)與岸電變頻電源平滑同步并車的問(wèn)題，屬于岸電電源控制

技術(shù)介紹
近年來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，港口建設(shè)的步伐越來(lái)越快。船舶停靠碼頭的數(shù)量和密度大幅增加，為此需要消耗大量燃油，造成大量廢氣和顆粒物排放，從而對(duì)港口附近的大氣環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的污染。船舶接用岸電電源作為一項(xiàng)可以有效減少港口污染物排放的技術(shù)，越來(lái)越受到重視。由于船舶上有自備發(fā)電機(jī)運(yùn)行，形成獨(dú)立的船載供電系統(tǒng)，其到達(dá)港口要接入岸電電源系統(tǒng)，一般采用靠岸后船舶發(fā)電機(jī)停止供電，待可靠接入岸電電源系統(tǒng)后由岸電電源供電運(yùn)行，這種方式需對(duì)船舶供電負(fù)荷斷電，無(wú)法保證船舶負(fù)荷的供電質(zhì)量。目前針對(duì)船舶電源平滑并入岸電電源的控制技術(shù)，也有一些應(yīng)用研究，主要采取自動(dòng)同期并車裝置控制的方法，該方法需要在船上安裝自動(dòng)同期并車裝置，同時(shí)采集船舶發(fā)電機(jī)和岸電電源的電壓與頻率并進(jìn)行同期條件的判斷，因需要調(diào)節(jié)船舶發(fā)電機(jī)的電壓與頻率，其準(zhǔn)確率會(huì)受到發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)及隔離開(kāi)關(guān)響應(yīng)時(shí)間的影響，因此調(diào)節(jié)周期較長(zhǎng)、誤判率較高，且一旦識(shí)別錯(cuò)誤將會(huì)導(dǎo)致船舶與岸電供電系統(tǒng)的全部故障解列，誤差較大甚至?xí)p壞岸電電源、船舶負(fù)荷等設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本實(shí)專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出了一種基于虛擬同步發(fā)電機(jī)特性的岸電變頻電源自動(dòng)并車方法，可有效提高岸電電源系統(tǒng)與船舶供電系統(tǒng)并車的成功率，消除并車誤動(dòng)作產(chǎn)生的危害，有效提高船舶負(fù)荷的供電質(zhì)量。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為:—種岸電變頻電源自動(dòng)并車控制方法，適用于三相岸電變頻電源系統(tǒng)，所述三相岸電變頻電源系統(tǒng)包括網(wǎng)側(cè)整流器、船側(cè)變流器及測(cè)量控制模塊；所述船側(cè)變流器包括依次連接的三相半橋G、濾波電抗器LF和隔離變壓器T，還包括與三相半橋G并聯(lián)的濾波電容CF;所述測(cè)量控制模塊包括依次連接的電壓電流檢測(cè)單元、同步發(fā)電特性控制單元、輸出電壓控制單元和SVPWM模塊單元；所述網(wǎng)側(cè)整流器輸入端與電網(wǎng)連接，其輸出端與所述船側(cè)變流器輸入端相連；所述測(cè)量控制模塊的檢測(cè)端與所述船側(cè)變流器輸出端相連，所述測(cè)量控制模塊輸出控制端與所述三相半橋G相連；該方法包括以下步驟:1)船舶供用電系統(tǒng)正常運(yùn)行，合船舶輸出開(kāi)關(guān)K1，則岸電變頻電源可檢測(cè)到岸電變頻電源輸出側(cè)的三相電壓Ua，Ub，Uc ;2)岸電變頻電源通過(guò)輸出側(cè)電壓鎖定船側(cè)運(yùn)行角度Θ、計(jì)算得到電壓幅值Um，以該角度為起始角、電壓幅值為起始幅值啟動(dòng)運(yùn)行，并入船舶供用電系統(tǒng)中；3)岸電變頻電源獲取輸出側(cè)電流Ia，Ib，Ic，并結(jié)合輸出側(cè)電壓計(jì)算得到實(shí)時(shí)三相有功功率值P1，三相無(wú)功功率值Q1，并根據(jù)船舶負(fù)荷功率等級(jí)確定岸電變頻電源與船舶發(fā)電機(jī)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)要分配的有功功率P2、無(wú)功功率Q2 ;4)岸電變頻特性根據(jù)所要承擔(dān)的有功和無(wú)功功率，由虛擬同步發(fā)電機(jī)特性中的下垂曲線計(jì)算得到給定電壓指令Uref、頻率指令Fref ；5)岸電變頻電源按照電壓指令Uref和頻率指令Fref運(yùn)行，船舶負(fù)荷功率將部分轉(zhuǎn)移由岸電變頻電源承擔(dān)，此時(shí)可由岸電變頻電源開(kāi)出接點(diǎn)信號(hào)或由船舶工作人員手動(dòng)操作分開(kāi)船舶發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)K2，完成岸電變頻電源的自動(dòng)并車運(yùn)行。進(jìn)一步優(yōu)選，步驟1)中，所述岸電變頻電源輸出側(cè)的三相電壓Ua、Ub、Uc通過(guò)電壓電流測(cè)量單元獲得。進(jìn)一步優(yōu)選，步驟2)中，所述船側(cè)運(yùn)行角度通過(guò)軟件鎖相的方式得到，所述電壓幅值通過(guò)均方根求解的方式得到。進(jìn)一步優(yōu)選，步驟3)中，所述岸電變頻電源獲取輸出側(cè)電流Ia，Ib，Ic通過(guò)電壓電流測(cè)量單元獲得；所述岸電變頻電源通過(guò)傅里葉分解的方式獲取三相有功功率值P1和三相無(wú)功功率值Q1 ;所述岸電變頻電源在船舶靠岸后可獲取其功率等級(jí)，并以船舶分配功率系數(shù)Kp計(jì)算得到在與船舶發(fā)電機(jī)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)岸電變頻電源所需分擔(dān)的有功功率P2和無(wú)功功率Q2。進(jìn)一步優(yōu)選，步驟4)中，所述給定電壓指令Uref和頻率指令Fref由式I和式II得到:Fref= Fnorn-mP2I;Uref= U 0-nQ2II;式I和式II中，P2、Q2分別為岸電變頻電源所需分擔(dān)的有功功率和無(wú)功功率，m為虛擬同步發(fā)電機(jī)特性中原動(dòng)機(jī)的調(diào)差系數(shù)，η為虛擬同步發(fā)電機(jī)特性中勵(lì)磁機(jī)的調(diào)差系數(shù)，匕_為控制額定頻率，根據(jù)船舶類型設(shè)定為50Hz或60Hz，U。為額定電壓，一般為380V。進(jìn)一步優(yōu)選，所述船舶分配功率系數(shù)Kp為0.6-0.8，所述岸電變頻電源所需分擔(dān)的有功功率P2和無(wú)功功率Q2由式III和式IV得出:?2= P norm*KpIII ;Q2= Q norm*KpIV ;式III和式IV中，Pn_為船舶負(fù)荷的額定有功功率，Q _?為船舶負(fù)荷的額定無(wú)功功率。有益效果:相比于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)岸電變頻電源自動(dòng)并車控制方法替代了傳統(tǒng)自動(dòng)并車方案中同期并車控制裝置，并簡(jiǎn)化了自動(dòng)并車過(guò)程中的控制流程，避免因同期并車控制裝置的誤動(dòng)作產(chǎn)生損壞船舶或岸電設(shè)備的問(wèn)題，同時(shí)也有效提高了岸電變頻電源自動(dòng)并車中的成功率與可靠性。【附圖說(shuō)明】圖1岸電變頻電源自動(dòng)并車裝置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖2虛擬同步發(fā)電機(jī)特性下垂曲線中的虛擬同步原動(dòng)機(jī)曲線；圖3虛擬同步發(fā)電機(jī)特性下垂曲線中的虛擬同步勵(lì)磁機(jī)曲線；圖4基于虛擬同步發(fā)電機(jī)特性的控制框圖；圖5基于虛擬同步發(fā)電機(jī)特性的自動(dòng)并車波形圖。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1?5所示，本專利技術(shù)的岸電變頻電源自動(dòng)并車控制方法，適用于三相岸電變頻電源系統(tǒng)，三相岸電變頻電源系統(tǒng)包括網(wǎng)側(cè)整流器、船側(cè)變流器及測(cè)量控制模塊；船側(cè)變流器由三相半橋G、濾波電抗器LF、濾波電容CF和隔離變壓器T組成；測(cè)量控制模塊包括電壓電流檢測(cè)單元、同步發(fā)電特性控制單元、輸出電壓控制單元和SVPWM模塊單元；網(wǎng)側(cè)整流器輸入端與電網(wǎng)連接，其輸出端與船側(cè)變流器輸入端相連；測(cè)量控制模塊的檢測(cè)端與船側(cè)變流器輸出端相連，測(cè)量控制模塊輸出控制端與三相半橋G相連；岸電變頻電源的網(wǎng)側(cè)整流器接入電網(wǎng)，并給船側(cè)變流器提供穩(wěn)定當(dāng)前第1頁(yè)1 2 本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種岸電變頻電源自動(dòng)并車控制方法，適用于三相岸電變頻電源系統(tǒng)，其特征在于：所述三相岸電變頻電源系統(tǒng)包括網(wǎng)側(cè)整流器、船側(cè)變流器及測(cè)量控制模塊；所述船側(cè)變流器包括依次連接的三相半橋G、濾波電抗器LF和隔離變壓器T，還包括與三相半橋G并聯(lián)的濾波電容CF；所述測(cè)量控制模塊包括依次連接的電壓電流檢測(cè)單元、同步發(fā)電特性控制單元、輸出電壓控制單元和SVPWM模塊單元；所述網(wǎng)側(cè)整流器輸入端與電網(wǎng)連接，其輸出端與所述船側(cè)變流器輸入端相連；所述測(cè)量控制模塊的檢測(cè)端與所述船側(cè)變流器輸出端相連，所述測(cè)量控制模塊輸出控制端與所述三相半橋G相連；該方法包括以下步驟：1)船舶供用電系統(tǒng)正常運(yùn)行，合船舶輸出開(kāi)關(guān)K1，則岸電變頻電源可檢測(cè)到岸電變頻電源輸出側(cè)的三相電壓Ua，Ub，Uc；2)岸電變頻電源通過(guò)其輸出側(cè)電壓鎖定船側(cè)運(yùn)行角度θ、計(jì)算得到電壓幅值Um，以該角度為起始角、電壓幅值為起始幅值啟動(dòng)運(yùn)行，并入船舶供用電系統(tǒng)中；3)岸電變頻電源獲取輸出側(cè)電流Ia，Ib，Ic，并結(jié)合輸出側(cè)電壓計(jì)算得到實(shí)時(shí)三相有功功率值P1，三相無(wú)功功率值Q1，并根據(jù)船舶負(fù)荷功率等級(jí)確定岸電變頻電源與船舶發(fā)電機(jī)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)要分配的有功功率P2、無(wú)功功率Q2；4)岸電變頻特性根據(jù)所要承擔(dān)的有功和無(wú)功功率，由虛擬同步發(fā)電機(jī)特性中的下垂曲線計(jì)算得到給定電壓指令Uref、頻率指令Fref；5)岸電變頻電源按照電壓指令Uref和頻率指令Fref運(yùn)行，船舶負(fù)荷功率將部分轉(zhuǎn)移由岸電變頻電源承擔(dān)，此時(shí)可由岸電變頻電源開(kāi)出接點(diǎn)信號(hào)或由船舶工作人員手動(dòng)操作分開(kāi)船舶發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)K2，完成岸電變頻電源的自動(dòng)并車運(yùn)行。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡金杭，苗亞，任善榮，儲(chǔ)海兵，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：張家港榮源電氣有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32