[发明专利]船舶用电力系统

说明书

一种船舶用电力系统，包括多个燃料电池、多个DC/AC转换器以及至少一个推进电机。在船舶用电力系统中，多个燃料电池中的每个燃料电池可连接至多个DC/AC转换器中的DC/AC转换器的输入，并且多个DC/AC转换器中的至少一组DC/AC转换器可连接至所述至少一个推进电机，以向所述至少一个推进电机提供频率及幅度可变的电压。此外，多个DC/AC转换器中的至少一个DC/AC转换器可连接至固定频率AC总线，以向该固定频率AC总线提供频率和幅度固定的电压。

技术领域

本发明涉及电力系统，并且尤其涉及船舶用电力系统(marine power system)。

背景技术

船舶用电力系统是生成电力并将其输送至船上的所有用电设备(consumer)或负载的独立电力系统。电力在船舶中用于各种目的。例如，在客船中，乘客消耗的所有电力必须在船上生成。除了加热、通风及空调(HVAC)之外，所生成的电力还必须覆盖所有支持功能例如餐饮和娱乐目的的消耗。乘客还会使用他们自己的电器用品，并且需要具有一定幅度和频率的AC(交流)电源来供应电能。

为了保持船舶运转，在各种控制操作中也消耗电力。船舶还会配备有用电能来驱动推进装置的电力推进系统。可以使用能够控制推进系统的旋转速度的变频器来向推进电机(propulsion motor)供应电能。

可以使用使发电机旋转的原动机在船舶中生成电力。原动机的典型示例是内燃机。旋转发电机产生具有一定频率和电压幅度的电能。频率取决于原动机的旋转速度。使发电机旋转所产生的电能本身不可用。需要将电压的幅度变换到使得可以在船上消耗的另一电平。如果所生成的电压的幅度和频率是恒定的并且处于设定水平，则可以使用变压器将该电压转换成要消耗的适当电平。一旦船舶具有电力推进系统，则需要使用利用电气开关装置来生成期望的输出电压的转换器装置对所生成的电力进行转换。

在具有旋转发电机和电力推进系统的船舶中，通常首先将所生成的电压变换到适当电平。然后，使用开关转换器将AC电压转换成具有特定DC(直流)电压电平的DC电压。再将DC电压转换成用于推进电机的可变频率AC电压。在船舶中在其它方面使用的电能也以类似的方式使用变压器和开关转换器生成。

当燃料电池用于在船舶中产生电力时，典型配置可以是使得每个燃料电池配备有自己的DC/DC转换器(直流转直流转换器)。DC/DC转换器的输出连接至具有固定DC电压的DC总线。然后，可以使用DC/AC转换器(直流转交流转换器)将该DC电压转换到各种用电设备。

每次电力转换都会产生损耗，并且还需要自己的开关电力转换部件，这也增加了系统的复杂性。

发明内容

本发明的目的是提供一种系统以克服上述问题。本发明的目的通过一种系统来实现，其特征在于一种船舶用电力系统，其包括：多个燃料电池、多个DC/AC转换器以及至少一个推进电机，其中，所述多个燃料电池中的每个燃料电池能够连接至所述多个DC/AC转换器中的DC/AC转换器的输入，并且所述多个DC/AC转换器中的至少一组DC/AC转换器能够连接至所述至少一个推进电机，以向所述至少一个推进电机提供频率及幅度可变的电压。

在本发明的优选实施方式中，至少部分所述燃料电池和部分所述DC/AC转换器成对布置，在所述对中，燃料电池能够直接连接至DC/AC转换器。

在本发明的优选实施方式中，燃料电池和DC/AC转换器的对中的DC/AC转换器能够直接连接至推进电机。

在本发明的优选实施方式中，至少两对燃料电池和DC/AC转换器在所述DC/AC转换器的AC侧连接在一起。

在本发明的优选实施方式中，所述多个DC/AC转换器中的至少一个DC/AC转换器能够连接至固定频率AC总线，以向所述固定频率AC总线提供具有固定的频率和幅度的电压。