[发明专利]内河船电力推进系统及包含该推进系统的内河船航行控制方法

说明书

本发明公开了一种航行机动性高的内河船电力推进系统，包括电力系统和可升降收放的全回转推进系统；所述全回转推进系统，包括设置在船体上的翘摆机构，翘摆机构包括设置在船体上的绕水平轴线转动的转动盘以及驱动转动盘的翘摆驱动装置，翘摆驱动装置输出端伸出或缩回带动转动盘转动，转动盘上连接有回转机构，回转机构包括回转座，回转座通过其上设置的转动轴与转动盘相连接，回转座内腔装有可在回转座腔内垂直于转动盘盘面的平面上360°旋转的中空的回转体，回转体上设有沿回转体中心轴方向运动的升降机构，升降机构上设有空毂全回转推进系统。本发明还公开了包含该内河船电力推进系统的内河船航行控制方法。

技术领域

本发明属于船舶推进技术领域，具体涉及一种船舶电力推进系统，特别是一种内河船电力推进系统及包含该推进系统的内河船航行控制方法。

背景技术

船舶交流组网电力推进系统，即柴油机带动同步发电机发电，产生的恒频恒压交流电通过交流配电盘进行交流组网，交流组网后的交流电压在经过交—直—交变频器后，驱动船舶推进电动机工作。

船舶电力推进系统是一种比较先进的推进方式，其节能、环保、安全性能非常适合应用于内河船，但内河航道行驶环境复杂，水深、水流情况变化较多，导致船舶运行负荷波动较大，柴油机输出功率不能迅速跟随变化，造成柴油机运行工况差，耗油量高的缺陷。此外，内河航道狭窄，急弯险滩较多，需要避让的船舶和相互交错的船舶非常多，对于船舶的机动性要求较高，常规的电力推进系统和推进结构无法满足船舶运行高机动性要求。

专利“一种吊舱式全回转船舶电力推进系统”(ZL201811655171.2)采用至少一组发电单元，发电单元的电能输出端通过线缆依次连接有变频器、功率输出控制系统，在功率输出控制系统上连接一内部具有同步电动机的吊舱式全回转推进系统，全回转推进系统螺旋桨桨毂上设有伸缩机构用于调节螺旋桨直径，进而调节螺旋桨推力；但该专利采用的电力推进系统无法根据船舶运行负荷改变电力系统的输出功率，易造成能源浪费。

专利“一种船舶推进系统的航行控制方法”(ZL200810034634.3)采用左右两套对称安装的推进电动机和全回转螺旋桨组成船舶推进动力装置，通过推进控制和回转控制，实现螺旋桨转速和角度控制；但该方法未考虑船舶运行负荷波动时全回转推进系统输出功率的控制，同时，船舶航行控制方法中仅考虑船舶目标航速和航向，未考虑船舶目标位置对航行控制的要求，在内河船紧急避让、定点停靠等条件下，无法满足内河船高机动性的航行要求，此外，当船舶自动航行过程中，航行轨迹内突然出现船舶或障碍物，船舶无法及时规避。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种航行机动性高的内河船电力推进系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种内河船电力推进系统，包括电力系统和可升降收放的全回转推进系统；

电力系统包括左、右舷两个电力单元，电力单元包括母线，左、右舷两个电力单元的母线通过开关相连接，母线功率输入侧通过带第一断路器的电缆连接有至少两台恒速主发电机，主发电机输出端设有检测主发电机的输出电压和输出电流的第一功率检测模块，第一功率检测模块与PLC控制器连接；母线功率输入侧通过带逆变器以及第二断路器的电缆连接有超级电容；

母线功率输出侧通过第三断路器连接到AFE变频器，AFE变频器通过第六断路器与主推进电机相连，AFE变频器输出端设有检测AFE变频器输出电压与电流的第二功率检测模块，第二功率检测模块与PLC控制器连接；

母线通过电缆依次与第四断路器、变压器、第五断路器、以及日用负载相连，变压器和第五断路器之间设有与PLC控制器相连的用于检测日用负载消耗的功率的第三功率检测模块；