[发明专利]一种基于永磁同步发电的混合动力船舶直流组网电力推进系统

说明书

本发明提供一种基于永磁同步发电的混合动力船舶直流组网电力推进系统，发动机的输出与永磁同步发电机的输入连接；永磁同步发电机的输出与整流模块的一个输入连接；多电源模块的输出与整流模块的输入对应连接；整流模块的输出与直流母线连接；用电模块的输入都与直流母线连接；第一电力开关的一端与该电力推进子系统的直流母线的一个终端相连，另一端与另一个电力推进子系统的直流母线的另一个终端连接；所有直流母线通过第一电力开关连接后，形成封闭的环形。其优点在于具有多电源兼容性，不受转速波动率限制，响应时间快，调节范围广。

技术领域

本发明涉及一种基于永磁同步发电的混合动力船舶直流组网电力推进系统。

背景技术

目前船舶电力系统一般采用交流母排，交流电网合闸需要满足相位、电压、频率三种条件，同时随着电力电子技术的发展船舶上采用了越来越多的谐波源设备，这些设备在运行时会向电网反馈谐波，降低电源质量。船舶直流组网系统采用直流母排，直流电网并网只需要电压一种条件，且直流电网无需考虑谐波干扰，提高了系统效率和设计成本。

目前船舶电力系统的发电系统由柴油机+异步发电机+励磁系统+电压调节装置AVR组成，向交流母线及负载供电。该发电系统采用调速器调整频率及相位，AVR调整电压进行并网，发电效率低，无法满足方波dv/dt，发电机体积和重量大。系统无法满足船级社规范要求的柴油机在空负荷状态下突然加上50％额定负荷，稳定后再加上余下的50％负荷时，其瞬时调速率不大于额定转速的10％；稳定调速率不大于额定转速的5％；稳定时间即转速恢复到波动率为±1％范围的时间不超过5s。系统无法满足多电源兼容和大负载冲击，多台发电机组的调速器和AVR特性会出现偏差，将导致发电机组的解链。系统发电效率低，在低负荷状态下，效率下降至0.9左右；功率因素下降至0.75～0.8左右。

发明内容

本发明的提供的一种基于永磁同步发电的混合动力船舶直流组网电力推进系统，通过电力电子开关组成分布式环形直流母排网络，可根据需要任意组合母排数量，最终形成一个环形直流母排网络；以克服现有技术的缺陷。

本发明提供一种基于永磁同步发电的混合动力船舶直流组网电力推进系统，包括：若干个电力推进子系统100；电力推进子系统100包括发动机1、永磁同步发电机2、多电源模块3、整流模块4、直流母线11、用电模块110和第一电力开关5a；发动机1的输出与永磁同步发电机2的输入连接；永磁同步发电机2的输出与整流模块4的一个输入连接；多电源模块3的输出与整流模块4的输入对应连接；整流模块4的输出与直流母线11连接；用电模块110的输入都与直流母线11连接；第一电力开关5a的一端与该电力推进子系统100的直流母线11的一个终端相连，另一端与另一个电力推进子系统100的直流母线11的另一个终端连接；所有直流母线11通过第一电力开关5a连接后，形成封闭的环形。

进一步，本发明提供一种基于永磁同步发电的混合动力船舶直流组网电力推进系统，还可以具有这样的特征：电力推进子系统100还包括第二电力开关5b；第二电力开关5b接入该电力推进子系统100的直流母线11的另一个终端和另一个电力推进子系统100的第一电力开关5a之间，即第二电力开关5b的一端与该电力推进子系统100的直流母线11的另一个终端连接，另一端与第一电力开关5a的另一端相连。

进一步，本发明提供一种基于永磁同步发电的混合动力船舶直流组网电力推进系统，还可以具有这样的特征：还包括若干个控制开关200；至少一个控制开关200设置在一个的电力推进子系统100的第一电力开关5a和相邻电力推进子系统100的的第二电力开关5b之间。

进一步，本发明提供一种基于永磁同步发电的混合动力船舶直流组网电力推进系统，还可以具有这样的特征：多电源模块3包括若干个发电模块；发电模块为光伏发电模块31、电池模块32、风力发电模块33中的任意一种或几种。