[发明专利]应用低压配电的船

说明书

本发明的第一方面的实施例涉及一种船，包括：与基本负载相关联的第一电力系统；和与服务负载相关联的第二电力系统。

技术领域

本公开涉及一种应用低压配电的船，更具体地说，涉及一种应用电力系统的船，其中电力系统被分成基本负载电力系统和服务负载电力系统，用于被分为基本重要负载和服务负载的船电力负载中的每一个，从而通过低压(例如，440伏)交流(AC)或直流(DC)配电向负载供电。

背景技术

船是典型的海上运输工具，近年来，随着船建造技术和电子技术的发展，在船上安装电负载的趋势越来越明显。

船上的电负载包括与航行相关的基本重要负载和与航行无关的服务负载。推力器马达是用于大型船入坞/出坞的高容量(约2MW)负载，一般集装箱船包括安装在前部的两个推力器马达。

在集装箱船的情况下，基本负载包括推力器马达、燃油供应泵和燃料阀冷却泵，服务负载包括冷藏集装箱。

此外，船的基本负载和服务负载可以包括在行驶期间具有恒定功耗的连续负载，以及根据行驶特性具有变化功耗量的可变负载，例如变频驱动(VFD)负载和冷藏集装箱负载。一般来说，船使用交流(AC)供电系统，并且连续负载和可变负载放在一起并且连接到单个电力系统，因此整个系统具有很高的负载容量。

一般来说，在大型集装箱船的情况下，单个电力系统具有10MW或更高的非常高的容量。当在单个系统内向大型船的所有负载供电时，供电电缆的数量迅速增加。此外，由于船的临界负载具有690伏或更低的低额定电压，当电力系统被设计成以690伏或更低的低压供电时，配电电压低于系统容量，因此配电盘中流动非常高的电流。因此，由于系统中的高电流，需要高价的高压切断设备来防止系统事故。当额定电流等于或高于4000-5000A时，市场上没有可用的切断设备，因此单个电力系统由于容量限制，对基于低压的供电有限制。

因此，在应用特定规模或更大规模的电力系统的船的情况下，为了解决由低压高电流引起的电缆数量和系统容量限制，供电系统不可避免地需要生成在高压下的电力，将其转换成低压并将电力供应给负载。

图1是示出根据相关技术的实施例的船用供电系统的系统架构的图，该供电系统被配置为单个系统，在该单个系统中，连续负载和可变负载被放在一起

参考图1，在船用供电系统中，连续负载和可变负载一起放在单个电力系统中，船用供电系统包括：高压发电单元10；高压配电盘20；至少一个降压变压器30，用于降低高压配电盘20的高压电信号；低压配电盘40；负载单元50，其中连续负载和可变负载放在一起；和应急配电盘60。

如图1所示，当船的单个供电系统被应用于大型船时，在系统处于预定规模或更大规模的情况下，即使负载的额定电压是低压，高压配电也应用于主配电，并且当分支到负载所连接的子系统时，通过将高压转换成低压的降压变压器30来供电。

图1的供电系统被配置为单个电力系统，因此在发电效率方面具有低性能。

在AC电力系统的情况下，当负载系数达到70-80％时，发电效率最佳。因此，图1的供电系统使用固定RPM发电机来发电，使得负载系数为70-80％。基于连续负载和可变负载的最大负载功率来计算发电单元10中包括的固定RPM发电机的发电容量。因此，当行驶特性(如可变负载)所需的功率低于最大负载功率时，发电机的负载系数降低，发电效率降低。

例如，当图1的供电系统应用于集装箱船时，集装箱船可以包括冷藏集装箱，其是典型的可变负载。一艘大型集装箱船运载约1000FEU的冷藏集装箱，冷藏集装箱的最大功耗约为4.5-5MW。冷藏集装箱的功耗根据外部温度和货物类型而变化。平均而言，冷藏集装箱的负载系数约为系统中负载终端的30-40％。冷藏集装箱的低平均负载系数导致单个电力系统中整个系统的负载系数降低，结果，整个单个电力系统的发电效率降低。也就是说，当可变负载在整个负载中的比率较高时，图1的系统的发电效率显著降低。