[发明专利]纯电池动力船舶综合电力系统辐射状电网结构及控制方法

权利要求书

1.一种纯电池动力船舶综合电力系统辐射状电网结构，其特征在于：包括m段直流母排、交流母排、电池组、DC/DC变流器、DC/AC逆变器、推进变频器/整流充电集成装置，所述交流母排包括一段第一交流母排和m段第二交流母排，每段所述直流母排均通过n个DC/DC变流器分别连接至n个电池组，所述DC/DC变流器输入端与所述电池组之间连接有隔离开关，所述DC/DC变流器输入端与直流母排之间连接有第一直流开关组件，所述DC/DC变流器输出端与直流母排之间连接有第二直流开关组件，每段所述直流母排均通过一个推进变频器/整流充电集成装置连接至一段第二交流母排，每段第二交流母排均通过一个第二交流接触器连接至一个推进电机，所述直流母排与推进变频器/整流充电集成装置之间连接有第三直流开关组件，所述推进变频器/整流充电集成装置与第二交流母排之间连接有第一交流接触器，m段所述直流母排中至少有一段直流母排通过依次连接的第四直流开关组件、DC/AC逆变器、第一交流断路器连接至第一交流母排，所述第一交流母排通过第二交流断路器连接交流岸电，所述直流母排之间通过第五直流开关组件连接，所述第一交流母排与第二交流母排之间通过第三交流断路器连接；

其中，m为船舶上设置的直流母排、第二交流母排、推进变频器/整流充电集成装置、推进电机的数量，n为每段直流母排上连接的电池组数量；

所述第一直流开关组件~第五直流开关组件均为直流接触器与直流快速熔断器串联形成的一体化直流开关组件；

当推进变频器/整流充电集成装置检测到第三交流断路器分闸、第一交流接触器和第二交流接触器合闸时，采用变频器控制模式；所述变频器控制模式下，电池组为直流母排供电，所述推进变频器/整流充电集成装置驱动推进电机工作，所述直流母排经DC/AC逆变器和第一交流母排向日用负载供电；

当推进变频器/整流充电集成装置检测到第三交流断路器和第一交流接触器合闸、第二交流接触器分闸时，采用整流充电控制模式；所述整流充电控制模式下，第一交流母排接入交流岸电并向第二交流母排和日用负载供电，所述第二交流母排通过推进变频器/整流充电集成装置和直流母排向电池组充电；

当所述推进变频器/整流充电集成装置处于整流充电模式时，所述第二直流开关组件、第四直流开关组件、第五直流开关组件、第二交流接触器、第一交流断路器分闸，第一交流接触器、第二交流断路器、第三交流断路器、第一直流开关组件、第三直流开关组件合闸。

2.根据权利要求1所述的纯电池动力船舶综合电力系统辐射状电网结构，其特征在于：m段所述直流母排中至少有两段直流母排分别通过依次连接的第四直流开关组件、DC/AC逆变器、第一交流断路器连接至第一交流母排，且在实际运行时，仅将所述第四直流开关组件、DC/AC逆变器、第一交流断路器中的一半投入运行。

3.根据权利要求1所述的纯电池动力船舶综合电力系统辐射状电网结构，其特征在于：所述DC/DC变流器采用半H桥结构。

4.根据权利要求1所述的纯电池动力船舶综合电力系统辐射状电网结构，其特征在于：所述推进变频器/整流充电集成装置采用带交流侧电感的三相两电平电压源型PWM变流器结构。

5.根据权利要求1所述的纯电池动力船舶综合电力系统辐射状电网结构，其特征在于：所述DC/AC逆变器采用三相两电平电压源型PWM逆变器结构。

6.一种如权利要求1所述的纯电池动力船舶综合电力系统辐射状电网结构的控制方法，其特征在于：

当推进变频器/整流充电集成装置检测到第三交流断路器分闸、第一交流接触器和第二交流接触器合闸时，采用变频器控制模式；所述变频器控制模式下，电池组为直流母排供电，所述推进变频器/整流充电集成装置驱动推进电机工作，所述直流母排经DC/AC逆变器和第一交流母排向日用负载供电；

当推进变频器/整流充电集成装置检测到第三交流断路器和第一交流接触器合闸、第二交流接触器分闸时，采用整流充电控制模式；所述整流充电控制模式下，第一交流母排接入交流岸电并向第二交流母排和日用负载供电，所述第二交流母排通过推进变频器/整流充电集成装置和直流母排向电池组充电。