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专利摘要

本发明提供的是一种基于太阳能发电的船舶应急电源系统，该系统在光照条件较好时，利用太阳能发电装置对锂电池组充电，充满后由双向光伏逆变器逆变，然后从船舶应急配电板(2)处并入船舶主电网；当光照条件不良或太阳能发电装置出现故障时，利用船舶主电网经双向光伏逆变器整流后对锂电池组充电，保证锂电池组充当船舶应急电源的可靠性；在船舶主电网失电时，该系统自动检测船舶主电网失效，所述应急电源通过船舶应急配电板向应急负载供电，实现节能减排。本发明可实现充分利用太阳能这一清洁能源的同时，发挥系统中锂离子蓄电池的稳压和储能作用，既减少了燃油消耗和废气排放，又可替代柴油应急发电机组。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201410162532.5
申请日期:
2014-04-22
专利申请人:
武汉理工大学
分类号:
H02J7/35 ; H02J9/08 ; H02J3/38
发明/设计人:
汤旭晶，袁成清，孙玉伟，严新平，陈智，于大疆，唐伟，黄叶茂，石浛锟
权利要求: 1.一种船舶应急电源系统，其特征是一种基于太阳能发电的船舶应急电源系统，该系统在光照条件较好时，利用太阳能发电装置对锂电池组充电，充满后由双向光伏逆变器逆变，然后从船舶应急配电板(2)处并入船舶主电网；当光照条件不良或太阳能发电装置出现故障时，利用船舶主电网经双向光伏逆变器整流后对锂电池组充电，保证锂电池组充当船舶应急电源的可靠性；在船舶主电网失电时，该系统自动检测船舶主电网失效，所述应急电源通过船舶应急配电板向应急负载供电，实现节能减排。2.根据权利要求1所述的船舶应急电源系统，其特征在于该系统包括太阳能发电装置、双向光伏逆变器、锂电池组及其管理系统、失电检测电压互感器(4)、充电继电器(5)和放电继电器(6)，所述太阳能发电装置由太阳能电池板、光伏控制器构成，其中太阳能电池板输出端连接光伏控制器输入端，光伏控制器输出端通过充电继电器连接至锂电池组输入端，锂电池组输出端通过放电继电器(6)连接至双向光伏逆变器，锂电池管理系统与锂电池组电连接，双向光伏逆变器输出端通过船舶应急配电板(2)与应急负载连接，失电检测电压互感器(4)装在船舶主配电板(1)的汇流排上。3.根据权利要求2所述的船舶应急电源系统，其特征在于所述的双向光伏逆变器，能够实现电能的双向流动控制，应急电源向应急负载供能或并网补偿时，双向光伏逆变器处于逆变工作状态；若锂电池组电量低于设定值，由双向光伏逆变器将船舶主电网的电流反向整流后对锂电池组进行充电，此时双向光伏逆变器处于整流工作状态。4.根据权利要求3所述的船舶应急电源系统，其特征在于所述的双向光伏逆变器，其主控单元为数字信号处理器DSP，通过SPWM波控制IGBT全桥电路通断将锂电池组输出的直流电逆变成交流电；DSP通过电压互感器实时监测船舶主电网电压，一旦船舶主电网失电，迅速启动双向光伏逆变器，切换至应急电源供电。5.根据权利要求4所述的船舶应急电源系统，其特征在于所述的双向光伏逆变器始终处于待机状态，若船舶主电网失电，主控单元数字信号处理器DSP检测到失电信号，能在5ms内快速启动双向光伏逆变器，10s内锂电池组满载向应急负载供电。6.权利要求1至5中任一权利要求所述船舶应急电源系统的用途，其特征在于该系统在大型远洋运输船舶中的应用，所述大型远洋运输船舶包括滚装船、散货船或客船。7.根据权利要求6所述的用途，其特征是在不改变原有大型远洋运输船舶电网结构的前提下，加装所述船舶应急电源系统，由该系统中锂电池组充当船舶应急电源，在船舶主电网失电时保障船舶安全。8.根据权利要求6所述的用途，其特征在于该系统应用时，在不同的辐照强度和温度条件下，锂电池组的充电方式能自动切换：①当光照强、光伏发电量大时，先由太阳能电池板发电并经光伏控制器向锂电池组充电，锂蓄电池组剩余容量达到≥95％时，将控制光伏发电并入船舶电网；如果光照强度减弱、光伏发电量减小，本系统控制释放部分锂电池组的电量，继续向船舶电网逆变供能；但剩余容量低于85％时，本系统将停止逆变输出；少量光伏发电，则继续充入锂电池组；②系统锂电池组由于太阳能发电装置故障或连续阴雨天，剩余容量低于80％时，本系统控制将船电经双向光伏逆变器反向整流后对锂电池组充电，满电后停止充电，其容量始终保持应急电源容量要求；③若主电源失效，锂电池组放电不设剩余容量下限，尽量长时间给应急负荷供电；此时若有光照，光伏发电供能可延长应急电源供电时长，进一步保证船舶供电安全。