CN105337400B - 一种港口车船共用的岸电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种港口车船共用的岸电装置，包括DC/AC逆变器，用于连接纯电动自动导引运输车的充电接口，岸电装置一端连接大电网，另一端通过DC/AC逆变器连接至船舶，岸电装置还通过DC/DC变流器连接电动自动导引运输车的充电接口。本发明提供的一种港口车船共用的岸电装置，建设一个基于B‑AGV的岸电装置一体化***，将不运行的B‑AGV通过岸电装置上设置的插口连接到岸电装置，作为备用电源。同时，这也使得岸电装置相当于一个逆变器，控制上相对比较简单。而且，由于B‑AGV的接入，运行模式比较多。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种港口车船共用的岸电装置。
背景技术
港口吞吐能力与船厂造船能力,是国家实力和科技水准的重要标志，然而，这也给可持续发展带来了巨大的压力：温室气体排放、噪音污染、以及能源消耗，这些都为“绿色港口”的发展带来了一定的压力和影响。
船舶电力***总可分为三大部分:(1)船舶电站:采用发电机,利用化石能源发电,然后经由配电***来控制并分配电能,统计数据表明,集装箱船等大型船舶电站配电电压大部分釆用低压440V,不到10％釆用6.6kV供电,且部分可兼容低压440V供电,船舶电网频率主流为60Hz,绝大部分船舶靠港停驶期间用电功率小于3MVA。(2)船舶电力网:采用电缆把电能从船舶电站经由中间变配电环节供给所有用电设备。船舶电力网由于其特殊性,要求电网能在局部故障时隔离或自动拖开该故障点,保证对船舶关键用电设备的连续供电,防止安全事故发生。(3)船舶电气负载:可根据使用情况,将船舶负载作如下分类:连续使用的负载,短时或重复短时使用的负载和偶然短时使用的负载,以及按操作规程规定可以在电站尖峰负载时间外使用的负载。船舶电力***的特点给岸电电站提出了极高的技术要求,岸电供电装置一旦出现故障,将会发生重大事故。
针对目前的岸电装置，为了保证供电的可靠性和安全性，可以采用传统的供电冗余方式，采用双回路供电；另外一种方式是采用传统的备用电源方式，如光伏电站，潮汐电站等分布式电源，但这些都需要另外建设，投资大，占用设备多。
因此，亟需一种方案来解决岸电装置备用电源建设成本高的这一问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种港口车船共用的岸电装置，用以解决现有岸电装置备用电源建设投资高的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种港口车船共用的岸电装置，包括DC/AC逆变器，岸电装置一端连接大电网，另一端通过DC/AC逆变器连接至船舶，岸电装置还包括用于连接纯电动自动导引运输车的充电接口，岸电装置通过DC/DC变流器连接电动自动导引运输车的充电接口。
进一步的，大电网是交流电网，交流电网通过AC/DC整流器连接至岸电装置。另外，大电网是直流电网。
进一步的，纯电动自动导引运输车支持V2G和V2S功能。
共用装置内部采用总线网络通讯，连接DC/AC逆变器、AC/DC整流器、DC/DC变流器至控制***，控制***通过通讯网络连接至控制中心。
优选的，总线网络是CAN总线网络。
本发明提供的一种港口车船共用的岸电装置，建设一个基于B-AGV的岸电装置一体化***，将不运行的B-AGV通过岸电装置上设置的插口连接到岸电装置，作为备用电源。同时，这也使得岸电装置相当于一个逆变器，控制上相对比较简单。而且，由于B-AGV的接入，运行模式比较多。
附图说明
图1是车船共用岸电装置主电路拓扑；
图2是交流电网接入***原理图；
图3是直流电网接入***原理图；
图4是车船共用岸电装置网络架构；
图5是车船共用岸电装置运行模式一；
图6是车船共用岸电装置运行模式二；
图7是车船共用岸电装置运行模式三；
图8是车船共用岸电装置运行模式四；
图9是车船共用岸电装置运行模式五。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，车船共用岸电装置的主电路拓扑，从图中可以看出，车船共用岸电装置主要有两部分构成：用于连接电动自动导引运输车B-AGV(Battery-Automated GuidedVehicle)的DC/DC变流器，用于连接船舶的DC/AC逆变器。当接入的大电网是交流电网时，如图2所示，大电网通过AC/DC双向整流器连接至岸电装置，其中AC/DC双向整流器的主要功能是提供稳定的直流母线电压，可以为B-AGV、岸电部分提供能量，在该模式下岸电装置一方面可以给船舶提供电能，另一种可以给B-AGV进行充电。
当接入的大电网是直流电网时，大电网直接接入到岸电装置，如图3所示。
其中DC/DC变流器组主要功能是给B-AGV充电，同时根据***需求可以将B-AGV动力电池能量转移到岸电电源或者电网中。
而DC/AC逆变器的是PWM电压源型逆变器，采用三相全桥电路结构，电压、频率可独立设置，满足低压不同船舶供电需求，其主要功能是为船舶供电。
另外，车船共用岸电装置还设有通讯网络，车船共用岸电装置内部采用CAN网络通讯，实时交互各模块间信息，同时将各模块信息通过控制***上传至上级监控，控制***根据底层各模块信息实时控制各模块运行方式，完成电网到船舶、电网到B-AGV、B-AGV到船舶和B-AGV到电网的运行模式切换。具体架构如图4所示，变流器DC/DC、整流器AC/DC、逆变器DC/AC通过CAN总线连接到控制***中，控制***通过LAN线连接至控制中心。
下面，对港口用车船共用岸电装置的运行模式做详细说明：
如图5所示：在该运行模式下，DC/DC模块工作在充电状态，DC/AC工作在逆变状态，前级AC/DC工作在整流状态，大电网提供能量分别给B-AGV和船舶供电。
如图6所示：在该运行模式下，DC/DC模块工作在放电状态，DC/AC工作在逆变状态，AC/DC工作在整流状态，电网和B-AGV提供能量给船舶供电。
如图7所示：在该运行模式下，电网停电，DC/DC模块工作在放电状态，同时稳定直流母线电压，DC/AC工作在逆变状态，B-AGV提供能量给船舶，即向船舶供电。
如图8所示：在该运行模式下，DCDC模块工作在放电状态，DC/AC工作在逆变状态，AC/DC工作在逆变状态，B-AGV提供能量给船舶供电，同时将能力反送至电网。此时如果电网停电，本装置还可以作为后备电源使用；
如图9所示：在该运行模式下，DC/DC模块工作在放电状态，DC/AC不工作，AC/DC工作在逆变状态，B-AGV提供能量反送至电网，同时具备后备电源功能。
岸电装置的上述五种运行模式，是在连接大电网为交流电网时的运行模式。作为其他实施方式，所连接的大电网是直流电网，此时，岸电装置同样有五种运行模式，与上述交流电网下五种运行模式的不同仅在于，没有直流大电网直接接入岸电装置，没有AC/DC整流器参与工作。
上述五种运行模式之间，可以方便灵活的进行切换，根据需要选择任意一种运行模式运行。
以上给出了本发明具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种港口车船共用的岸电装置，包括DC/AC逆变器，岸电装置一端连接大电网，另一端通过DC/AC逆变器连接至船舶，其特征在于，所述岸电装置还包括用于连接纯电动自动导引运输车的充电接口，岸电装置通过DC/DC变流器连接电动自动导引运输车的充电接口。
2.根据权利要求1所述的一种港口车船共用的岸电装置，其特征在于，所述大电网是交流电网，交流电网通过AC/DC整流器连接至岸电装置。
3.根据权利要求1所述的一种港口车船共用的岸电装置，其特征在于，所述大电网是直流电网。
4.根据权利要求1所述的一种港口车船共用的岸电装置，其特征在于，所述纯电动自动导引运输车支持V2G和V2S功能。
5.根据权利要求1所述的一种港口车船共用的岸电装置，其特征在于，所述共用装置内部采用总线网络通讯，连接DC/AC逆变器、AC/DC整流器、DC/DC变流器至控制***，控制***通过通讯网络连接至控制中心。
6.根据权利要求5所述的一种港口车船共用的岸电装置，其特征在于，所述总线网络是CAN总线网络。
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