[实用新型]船舶供电系统电能品质在线监测与评估装置

说明书

本实用新型提供了一种船舶供电系统电能品质在线监测与评估装置，用于对船舶电力推进交直流供电系统进行在线监测与评估，包括浪涌电流、电流不平衡度、脉冲负载、跃变负载、谐波分析、电压偏差、电压跌落、瞬态电压偏差、尖峰电压、纹波电压、电压变动的相对值、线电压不平衡度、频率偏差、瞬态频率偏差、瞬态频率恢复时间、频率周期性变化，具备人机交互、历史数据查询、波形分析记录、数据通讯，并能够自适应修正电能品质指标评估权重，实时地给出电能品质综合评估结果，对电力推进交直流供电系统电能品质特征参数的最小监测持续时间为0.8us、采样精度可达到2.498mV，在50ms以内完成69个电气测量通道从采样到数据分析的过程。

技术领域

本实用新型涉及一种船舶电能品质在线监测与评估装置，特别涉及一种电力推进船舶交直流供电系统电能品质在线监测与评估装置。

背景技术

综合电力推进船舶具有优良的控制性能、节能减排、布置灵活和经济性好的特点。绿色低碳是当今船舶的主流趋势，随着综合电力推进系统在工程船、科考船、海洋平台及混合动力船舶上的大量应用，以及多能源的渗入，大量的电力电子装置，如多脉冲整流器、四象限变频器、风/光/氢/储变换器等弱电功率器件给船舶供电系统的电能品质和电磁兼容带来了极大的挑战，存在一些如下所诉的新的问题。

随着电力电子装置的上船，除了电压和频率的稳态偏差外，大容量推进装置的使用带来了更加突出的暂态扰动以及谐波污染问题，对供电系统的设计带来更大的挑战。

船舶电磁干扰来自于各种船舶电气设备，相对于传统船舶，电力推进船舶由于电气设备容量和电压等级的不断上升，电磁兼容性问题进一步突出，对系统的电磁兼容性提出了更高的挑战。

以往工程船舶入级规范中对电能品质的暂态和稳态仅有少量的偏差要求和供电端谐波范围要求，对系统的电能品质实时特性未作强制要求，这对绿色低碳船舶的供电质量和可靠性极为不利。

如果能解决系统的电能品质的在线监测及实时评估问题，不仅能确保系统供电端的电能品质和受电端的供电可靠性问题，而且能为能量管理系统的优化控制，以及系统的电磁兼容性提供一种良好的解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是：对船舶供电系统的电能品质进行在线监测及实时评估，以解决现有船舶供电系统由于电力电子器件引起的电能品质及电磁兼容问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种船舶供电系统电能品质在线监测与评估装置，用于对船舶的电力推进交直流供电系统电能品质进行在线监测与评估，实现与能量管理系统、综合控制系统等的实时交互，对电力推进交直流供电系统电能品质特征参数的最小监测持续时间为0.8us、采样精度可达到2.498mV，在50ms以内完成69个电气测量通道从采样到数据分析的过程，其特征在于，包括：

电压转换调理模块，用于对电力推进交直流供电系统中供电端的三相电压信号进行二次转换和信号处理；

电流转换调理模块，用于对电力推进交直流供电系统中的发电机组输出三相电流信号、负载支路的三相电流信号进行二次转换和信号处理；

PXI控制器，集成电能品质在线测量分析与评估软件，用于对经外围互感器转换调理的电气量信号的计算、电能品质分析、综合评估、事故判断、报警、记录。

PXI系统，集成PXI控制器和同步采集卡，利用数据同步采集卡通过屏蔽电缆获取电压转换调理模块及电流转换调理模块采集的电压信号以及电流信号，通过PXI控制器进行电能品质在线测量分析与评估，经集成机箱上传至上位机，并通讯到能量管理系统和综合控制系统。

优选地，所述电力推进交直流供电系统包括数台主柴油发电机组、配电板、推进负载、线性负载、进线电网，可实现开环、闭环不同的网络结构，可模拟6脉冲、12脉冲、虚拟24脉冲、AFE推进以及新能源/干式负载不同负荷在网工况下系统的暂态和稳态特性。