CN112173033A - 一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台及控制方法，包括：电源、推进电机、阻感负载箱、电涡流测功机和母排；所述电源包括发电机组、锂电池组和超级电容，所述电源为船舶的电力负载和日用负载提供电力；所述推进电机模拟电力负载，所述阻感负载箱模拟日用负载；所述电涡流测功机配合所述推进电机进行船舶性能试验；所述电源、所述推进电机和所述阻感负载箱分别与所述母排连接；所述电涡流测功机与所述推进电机同轴连接。上述技术方案通过构建模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台，解决了现有技术对船舶混合动力***试验关键技术的验证需要耗费大量的人力和物力的问题，减少了经济损失，提高了关键技术的验证速度。

Description

一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台及控制方法

技术领域

本发明实施例涉及船舶技术，尤其涉及一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台及控制方法。

背景技术

随着经济全球化和科技创新的发展，环保法规的日趋严格，推进船舶的节能减排已成为船舶行业的重要关注点。新能源如电池储能、太阳能、燃料电池、风能等区别于传统化石能源在陆上的广泛应用也增加了往船舶移植发展的驱动力。船舶新能源化已成必然趋势，特别是电池储能在近年新造船舶上的应用更是广泛。随着新能源的上船，船舶的附加值、技术含量也不断提高。

现有技术中，对于船舶混合动力***试验关键技术的验证，可以通过运行真实船舶进行试验验证。但是，现有技术对船舶混合动力***试验关键技术的验证需要耗费大量的人力和物力，可能造成一定的经济损失，而且验证速度较慢。

发明内容

本发明提供一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台及控制方法，以解决现有技术对船舶混合动力***试验关键技术的验证需要耗费大量的人力和物力的问题，减少经济损失，提高关键技术的验证速度。

第一方面，本发明实施例提供了一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台，包括：电源、推进电机、阻感负载箱、电涡流测功机和母排；

所述电源包括发电机组、锂电池组和超级电容，所述电源为船舶的电力负载和日用负载提供电力；所述推进电机模拟电力负载，所述阻感负载箱模拟日用负载；所述电涡流测功机配合所述推进电机进行船舶性能试验；所述电源、所述推进电机和所述阻感负载箱分别与所述母排连接；所述电涡流测功机与所述推进电机同轴连接。

第二方面，本发明实施例还提供了一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台的控制方法，包括：

根据当前模拟的船舶工况，确定***的运行模式；

根据所述运行模式和***的锂电池组电量，确定***的供电模式；

基于确定的运行模式和供电模式，实现关键技术的示范和验证。

本发明提供的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台包括电源、推进电机、阻感负载箱、电涡流测功机和母排；所述电源包括发电机组、锂电池组和超级电容，所述电源为船舶的电力负载和日用负载提供电力；所述推进电机模拟电力负载，所述阻感负载箱模拟日用负载；所述电涡流测功机配合所述推进电机进行船舶性能试验；所述电源、所述推进电机和所述阻感负载箱分别与所述母排连接；所述电涡流测功机与所述推进电机同轴连接，解决现有技术对船舶混合动力***试验关键技术的验证需要耗费大量的人力和物力的问题，减少经济损失，提高关键技术的验证速度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台的结构图；

图2为本发明实施例二提供的一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台的结构图；

图3为本发明实施例三提供的一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台控制方法的流程图；

图4为本发明实施例四提供的一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台控制方法的流程图；

图5为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图。

附图标号：11-电源、111-发电机组、1111-第一发电机组、1112-第二发电机组、112-锂电池组、1121-第一锂电池组、1122-第二锂电池组、113-超级电容、12-推进电机、121-第一推进电机、122-第二推进电机、13-阻感负载箱、14-电涡流测功机、141-第一电涡流测功机、142-第二电涡流测功机、15-母排、151-第一母排、152-第二母排、16-厂区电网、17-整流器、18-逆变器、19-斩波器、20-电机、21-LC滤波器、22-连屏开关、23-变压器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台的结构图，本实施例可适用于对船舶混合动力***试验关键技术进行验证的情况，模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台具体包括：电源11、推进电机12、阻感负载箱13、电涡流测功机14和母排15；

所述电源11包括发电机组111、锂电池组112和超级电容113，所述电源11为船舶的电力负载和日用负载提供电力；所述推进电机12模拟电力负载，所述阻感负载箱13模拟日用负载；所述电涡流测功机14配合所述推进电机12进行船舶性能试验；所述电源11、所述推进电机12和所述阻感负载箱13分别与所述母排15连接；所述电涡流测功机14与所述推进电机12同轴连接。

具体地，与推进电机12同轴连接的电涡流测功机14可以形成负载单元进行功率消耗，以模拟螺旋桨的推进特性。进一步可以与推进电机12相互配合实现***的动态与静态的性能试验。

中小型船舶的航线距离较远时，采用纯电动无法满足其续航能力的需求，由于进出港口对排放要求较严格，船舶的电源11可以采用发电机组与新能源混合使用的形式。本实施例中新能源可以包括锂电池和超级电容，当然，在实际应用中，新能源还可以包括其他能源，例如，太阳能、燃料电池和风能等。

其中，发电机组111可以包括柴油发电机组，本实施例可以采用柴油发电机组、锂电池组112和超级电容113三种能源形势混合供电，可以采用直流配电的方式为船舶的电力推进和日用负载提供电力。

母排15可以包括供电***中,电柜中总制开关与各分路电路中的开关的连接铜排或铝排。母排15表面可以做绝缘处理。另外，母排15电压可以采用直流1000V电压。

在模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台运行过程中，柴油发电机、锂电池和超级电容为混合动力***进行供电，推进电机12和阻感负载箱13分别连接至母排15模拟船舶的电力负载和日用负载，电涡流测功机14与推进电机12相互配合实现***的动态与静态性能试验，进而实现对对船舶混合动力***试验关键技术的验证。

本实施例的技术方案，模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台包括：电源、推进电机、阻感负载箱、电涡流测功机和母排；所述电源包括发电机组、锂电池组和超级电容，所述电源为船舶的电力负载和日用负载提供电力；所述推进电机模拟电力负载，所述阻感负载箱模拟日用负载；所述电涡流测功机配合所述推进电机进行船舶性能试验；所述电源、所述推进电机、所述阻感负载箱和所述电机分别与所述母排连接；所述电涡流测功机与所述推进电机同轴连接，解决了现有技术对船舶混合动力***试验关键技术的验证需要耗费大量的人力和物力的问题，减少了经济损失，提高了关键技术的验证速度。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台的结构图，本实施例是在上述实施例的基础上进行具体化。在本实施例中，该试验平台还可以包括：

电源11、推进电机12、阻感负载箱13、电涡流测功机14、母排15、厂区电网16、整流器17、逆变器18、斩波器19、电机20和LC滤波器21；

所述电源11包括发电机组111、锂电池组112和超级电容113，所述电源11为船舶的电力负载和日用负载提供电力；所述推进电机12模拟电力负载，所述阻感负载箱13模拟日用负载；所述电涡流测功机14配合所述推进电机12进行船舶性能试验；所述电源11、所述推进电机12和所述阻感负载箱13分别与所述母排15连接；所述电涡流测功机14与所述推进电机12同轴连接。

一种实施方式中，所述母排15与厂区电网16连接，所述厂区电网16模拟船舶连接岸电对锂电池组112充电。

具体地，厂区电网16可以模拟岸电对锂电池组112充电，还可以模拟船舶靠岸时岸电对船舶日用负载进行供电。

岸电电源即为岸用变频电源，还可以称为电子静止式岸电电源。可以包括专门针对船上、岸边码头等高温、高湿、高腐蚀性、大负荷冲击等恶劣使用环境而特别设计制造的大功率变频电源设备。岸电电源的所有PCB电路板可以采用涂层固化处理；正弦滤波器、输出变压器可以采用整体真空浸渍绝缘漆和喷涂高温防护漆处理，具有较高的绝缘级别和防护能力。可以广泛应用于船上、船舶制造及修理厂、远洋钻井平台、岸边码头等需要由50Hz工业用电变为60Hz高质量稳频稳压电源，对船舶用电设备进行供电的场合。

一种实施方式中，所述推进电机12包括第一推进电机121和第二推进电机122，所述发电机组111包括第一发电机组1111和第二发电机组1112，所述锂电池组112包括第一锂电池组1121和第二锂电池组1122，所述母排15包括通过连屏开关22连接的第一母排151和第二母排152；

所述第一推进电机121、所述第一发电机组1111、所述第一锂电池组1121和所述厂区电网16分别与所述第一母排151连接；

所述第二推进电机122、所述第二发电机组1112和所述第二锂电池组1122和所述超级电容113分别与所述第二母排152连接。

具体地，分别设置的与第一母排151连接的第一推进电机121、第一发电机组1111、第一锂电池组1121和厂区电网16以及与第二母排152连接的第二推进电机122、第二发电机组1112、第二锂电池组1122和超级电容113，保证了模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台运行的可靠性。当第一母排151、第一推进电机121、第一发电机组1111、第一锂电池组1121和厂区电网16任一出现故障时，与第二母排152连接的第二推进电机122、第二发电机组1112、第二锂电池组1122和超级电容113可以保证试验平台的正常运行；当第二母排152、第二推进电机122、第二发电机组1112、第二锂电池组1122和超级电容113任一出现故障时，与第一母排151连接的第一推进电机121、第一发电机组1111、第一锂电池组1121和厂区电网16可以保证试验平台的正常运行。

当然，此处的第一和第二并不表明顺序，只是为了对两个母排15、两个推进电机12和两个锂电池组112进行区分。另外，厂区电网16和超级电容113也可以与任一母排15进行连接，在此不做具体限定。

连屏开关22可以连接或者断开第一母排151和第二母排152，当第一母排151或者第二母排152出现故障时，断开连屏开关22可以使得另一母排及其连接的负载和电源11的正常运行，进一步可以使得本实施例所提供的试验平台正常运行。

另外，电涡流测功机14也可以包括第一电涡流测功机141和第二电涡流测功机142，第一电涡流测功机141可以与第一推进电机121同轴连接，第二电涡流测功机142可以与第二推进电机122同轴连接。

一种实施方式中，所述阻感负载箱13两端分别连接至所述第一母排151和所述第二母排152。

具体地，试验平台正常运行时，两端分别连接第一母排151和第二母排152的阻感负载箱13分别为第一母排151和第二母排152两边模拟船舶日用负载。当第一母排151、第一推进电机121、第一发电机组1111、第一锂电池组1121和厂区电网16任一出现故障时，阻感负载箱13为与第二母排152连接的第二推进电机122、第二发电机组1112、第二锂电池组1122和超级电容113模拟船舶日用负载；当第二母排152、第二推进电机122、第二发电机组1112、第二锂电池组1122和超级电容113任一出现故障时，阻感负载箱13为与第一母排151连接的第一推进电机121、第一发电机组1111、第一锂电池组1121和厂区电网16模拟船舶日用负载。

一种实施方式中，所述发电机组111和所述厂区电网16分别通过整流器17与所述母排15连接，所述锂电池组112和所述超级电容113分别通过斩波器19与所述母排15连接，所述推进电机12和所述阻感负载箱13的两端分别通过逆变器18与所述母排15连接，实现对船舶的供电。

具体地，整流器17AC/DC可以把交流电转换成直流电，是一种交流对直流的转换器，可以用于供电装置及侦测无线电信号等。

斩波器19DC/DC又可以称为截波器，可以将电压值固定的直流电转换为电压值可变的直流电源，是一种直流对直流的转换器。

逆变器18DC/AC可以把直流电转变成定频定压或调频调压交流电，是一种直流对交流的转换器，可以由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

另外，斩波器19的两侧可以配置预充电路，减少锂电池组112连接以及***在线并网时对设备造成的冲击。

同时，厂区电网16可以通过LC滤波器21与母排15连接，LC滤波器21可以减少输电过程中产生的纹波，减少电压波动；阻感负载箱13也可以通过LC滤波器21与母排15连接，可以减少输入阻感负载箱13的电压波动，提高日用负载的供电质量，进一步使得试验平台对关键技术的验证更加准确。

纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象。由于直流稳定电源可以由交流电源经整流稳压等环节形成，形成的直流稳定量中带有交流分量，叠加在直流稳定量上的交流分量可以称为纹波。

一种实施方式中，该试验平台还包括：电机20，所述电机20模拟船舶风机泵类负载，所述电机20设置在所述阻感负载箱13一侧，所述电机20通过所述阻感负载箱13的一端与所述母排15连接。

其中，电机20可以包括小功率电机。

另外，在电机20与阻感负载箱13的连接电路上，还可以连接变压器23和多个支路。变压器23和多个支路另一边还可以分别连接其他负载，可以进一步扩展试验平台连接的负荷。在本实施例提供的试验平台中，混合动力***可以根据在网负荷，灵活调节各动力源的输出，提高***运行的经济性。

变压器23可以将440V的交流电转换为220V的直流电，为连接的负载进行供电。

一种实施方式中，该试验平台还包括：无源LC滤波器21，所述阻感负载箱13的两端分别通过所述LC滤波器21与所述母排15连接。

具体地，阻感负载箱13通过LC滤波器21与母排15连接，可以减少输入阻感负载箱13的电压波动，提高日用负载的供电质量，进一步使得试验平台对关键技术的验证更加准确。

本实施例的技术方案，模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台包括：与第一母排151连接的第一推进电机121、第一发电机组1111、第一锂电池组1121和厂区电网16以及与第二母排152连接的第二推进电机122、第二发电机组1112、第二锂电池组1122和超级电容113，其中，电源11包括发电机组111、锂电池组112和超级电容113，电源11为船舶的电力负载和日用负载提供电力，推进电机12模拟电力负载，阻感负载箱13模拟日用负载，电涡流测功机14配合推进电机12进行船舶性能试验，解决了现有技术对船舶混合动力***试验关键技术的验证需要耗费大量的人力和物力的问题，同时保证了模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台运行的可靠性。另外，该试验平台还可以包括电机20和无源LC滤波器21，电机20可以模拟船舶风机泵类负载，无源LC滤波器21可以减少输入阻感负载箱13的电压波动，提高日用负载的供电质量，进一步使得试验平台对关键技术的验证更加准确。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台控制方法的流程图，该方法可以适用于在模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台中，提高关键技术的验证速度。该方法具体可以包括：

步骤310、根据当前模拟的船舶工况，确定***的运行模式。

具体地，操作人员可以根据当前模拟的船舶工况和实际需要确定***的运行模式。

运行模式可以包括自动运行、半自动运行和手动运行。自动运行可以指柴油发电机组的启停控制、负载分配，锂电池组和超级电容的充放电管理以及岸电管理均由控制***进行控制；半自动运行可以指需操作人员手动在远程工作站进行发电机组和锂电池组的启动和停止，该模式下发电机组与锂电池组存在互锁关系，当***发生故障而无法进行自动控制或者操作人员根据具体应用的需要所选择的工况时可以采用半自动运行；手动运行可以指柴油发电机组和锂电池组的启动和停止由操作人员通过就地控制进行。

步骤320、根据所述运行模式和***的锂电池组电量，确定***的供电模式。

其中，供电模式可以包括纯电模式、纯柴模式以及混动模式，***以任一供电模式进行供电时，超级电容可以一直处于在网状态，但其可以不作为主电源进行输出。另外，混合动力***可以采用直流***，控制稳定直流母排电压在预设运行范围内。针对不同模式下各电源端口的投入运行情况，也可以采用不同的形式对其进行控制。直流母排电压控制策略可以为直流母线电压外环电流内环的控制结构，***各支路瞬时功率都可以影响直流母排的电压，各供电模式均需要对瞬时功率平衡进行分析。

当***的负载功率＜0.8Pn1、两组锂电池同时在网且锂电池组的荷电状态(Stateof Charge，SOC)指＞40％时，供电模式可以包括纯电模式。其中，Pn1可以指锂电池组总额定功率。

其中，一组锂电池端口运行于恒压模式，作为电压源，采用电压外环电流内环控制。另一组锂电池端口运行于恒流模式，作为电流源，采用单电流环控制。

当***的负载功率＜0.8Pn2且锂电池组不可用或者处于离网状态时，供电模式可以包括第一纯柴模式。Pn2可以指柴发机组额定功率，第一纯柴模式中一台柴发机组投入运行。

当0.8Pn2＜负载功率＜2Pn2且锂电池组不可用或者处于离网状态时，供电模式可以包括第二纯柴模式。第二纯柴模式中两台柴发机组投入运行。

其中，柴油机端口可以运行于下垂模式，采用电压外环电流内环对其进行控制。当两台柴发机组同时投入时，为保证柴发机组均分功率，两台柴发电机的下垂特性曲线可以保持一致。

当0.4Pn1＜负载功率＜0.8Pn2且单组锂电池不可用或者处于离网状态时，供电模式可以包括第一混动模式，第一混动模式中一台柴发电机和一组锂电池投入运行。

当0.8Pn2＜负载功率＜0.4Pn1+0.8Pn2且单组锂电池不可用或者处于离网状态时，供电模式可以包括第二混动模式，第二混动模式中两台柴发电机和一组锂电池投入运行。

当供电模式包括第一混动模式和第二混动模式时，锂电池端口可以运行于恒压模式，作为电压源，采用电压外环电流内环对其进行控制。柴发机组可以运行于功率模式，采用功率外环电流内环对其进行控制。

当0.8Pn1＜负载功率＜0.8Pn2、两组锂电池同时处于在网状态且SOC＞20％时，供电模式可以包括第三混动模式，第三混动模式中一台柴发电机和两组锂电池投入运行。

当0.8Pn2＜负载功率＜2Pn2+Pn1、两组锂电池同时处于在网状态且SOC＞20％，供电模式可以包括第四混动模式，第四混动模式中两台柴发电机和两组锂电池投入运行。

当供电模式包括第三混动模式和第四混动模式时，一组锂电池端口可以运行于恒压模式，作为电压源，采用电压外环电流内环对其进行控制。另一组锂电池端口可以运行于恒流模式，作为电流源，采用电流环对其进行控制。柴发机组可以运行于功率模式，采用功率外环电流内环对其进行控制。

在混动模式下，***直流母排电压可以反映***瞬时功率的缺额，包含动态分量与稳态分量，通过上层能量管理控制策略，稳态分量可以由柴发机组承担，动态分量可以自发地通过控制环路由锂电池组进行补偿，如此直流母排电压控制环路与柴发机组电流指令生产***为***混合储能功率的协调分配提供了自动的分配机制。

步骤330、基于确定的运行模式和供电模式，实现关键技术的示范和验证。

具体地，本实施例提供的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台包括多能源结构和直流配电，同时可以配置电力推进方式，可以进行***的总体设计技术、建模技术、匹配优化技术、能量管理***设计技术等各关键技术的示范与验证能力。该试验平台的运行模式在综合考虑实船工况的同时，兼顾各能源形式的特点进行配合，提高了船舶实际运行时的经济性。另外，试验平台的***设计及应用可以兼具扩展性，可以为其它新能源相关的研究及实船的优化运行提供技术支撑。

本实施例的技术方案，通过根据当前模拟的船舶工况，确定***的运行模式，根据所述运行模式和***的锂电池组电量，确定***的供电模式，基于确定的运行模式和供电模式，实现关键技术的示范和验证，可以实现对前述提供的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台进行控制运行。解决了现有技术对船舶混合动力***试验关键技术的验证需要耗费大量的人力和物力的问题，减少了经济损失，提高了关键技术的验证速度。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台控制方法的流程图，本实施例是在上述实施例的基础上进行具体化。在本实施例中，该方法还可以包括：

步骤410、根据当前模拟的船舶工况，确定***的运行模式。

具体确定***运行模式的方式在实施例三中已经进行了详细的说明，在此不再赘述。

步骤420、根据所述运行模式和***的锂电池组电量，确定***的供电模式。

一种实施方式中，当运行模式包括自动运行时，根据所述运行模式和***的锂电池电量，确定***的供电模式，包括：

若***满足纯电模式的运行条件，确定***的供电模式包括纯电模式。

具体地，纯电模式的运行条件在实施例三的步骤320中进行了说明。

当***的供电模式包括纯电模式时，***可以自动检测是否满足纯电运行条件，条件允许时可切换至纯电模式。否则纯电模式按钮显示为不可用，无法实现纯电运行模式切换。供电模式切换至纯电模式后，发电机组可以停止运行，可以锂电池组供应船舶电力负载需求。

若锂电池的电量低于第一预设电量或者船舶负载大于纯电模式的负载限值时，确定***的供电模式包括混动模式。

具体地，当***以纯电模式运行至锂电池的电量低于第一预设电量或者船舶负载大于纯电模式的负载限值时，启动柴油发电机组，采用混动模式进行供电，***可以提示运行模式的变化。其中，第一预设电量可以包括20％锂电池SOC。

此时，依靠纯电模式无法满足全船总负载需求，可以自动起动单柴油发电机组供电，此时，若两组锂电池承担柴发机组外的负载需求，***可以运行在第三混动模式。

当单柴油发电机无法负担船舶的负载时，可以自动启动双柴发电机组供电，此时，若两组锂电池承担柴发机组外的负载需求，***可以运行在第四混动模式；当任一组锂电池电量低于第一预设电量时，若剩余另一组锂电池可以承担柴发电机组外的负载需求，此时***可以运行在第一混动模式；当任一组锂电池电量低于第一预设电量且另一组锂电池不足以承担柴发电机组外的负载需求时，此时，可以自动启动双柴发电机组供电，***可以运行在第二混动模式。

另外，当***再次满足纯电模式的运行条件时，如航行过程中出现柴发机组给锂电池充电，***不会自动切换回纯电模式。

需要说明的是，船舶进出港时可以采用纯电模式，船舶航行工况可以采用混动模式。混动模式下***的控制逻辑核心可以让拆发电机组运行在最经济的负载区间，以实现全船的高能效和经济性。

若锂电池组的电量低于第二预设电量或者锂电池组处于离网状态，确定***的供电模式包括纯柴模式。

具体地，当锂电池组的电量低于第二预设电量或者锂电池组处于离网状态时，可以自动启动另外一台发电机组，两台发电机组分担全船负载，即***的供电模式包括纯柴模式。其中，第二预设电量可以包括20％锂电池组SOC。

需要说明的是，在两组锂电池电量耗尽或者锂电池由于运行状态均处于离网时，***供电模式可以包括纯柴模式。考虑能源转换效率及运行经济性，***运行时，锂电池充电不会通过柴发机组进行。当***的供电模式切换至纯柴模式后不会存在再切换至混动模式或纯电模式的情况，剩余运行过程中可以由柴发机组供应全船电力负载需求。在岸电接入的情况下，可以使用岸电为锂电池组进行充电。

另一种实施方式中，当运行模式包括半自动运行时，根据所述运行模式和***的锂电池电量，确定***的供电模式，包括：

基于所述锂电池组存在电量，启动锂电池组对***进行供电。

具体地，半自动运行时，发电机组与锂电池组存在互锁关系，可以优先启动电池组，当锂电池组存在电量时，采用锂电池组对***进行供电。

半自动运行时，锂电池组的充电和放电指令可以由操作人员通过远程工作站发出，锂电池组充电可以意味着加载。

检测到锂电池组的电量低于第二预设电量、所述***处于应急状态或者所述***处于预设状态时，启动发电机组对***进行供电。

当发电机组起动对***进行供电时，整流器17检测电压差可以自动并网。另外，发电机组可以运行在操作人员预设的固定功率下。

半自动运行时，柴发机组的启动和停机指令也可以由操作人员通过远程工作站发出，停机可以意味着卸载。

需要说明的是，当控制***发生故障而无法进行自动控制或者操作人员根据具体应用的需要所选择的工况时，可以采用半自动运行。

半自动运行时，***只能选择纯电模式或纯柴模式。

又一种实施方式中，当运行模式包括手动运行时，根据操作人员触发的模式选择信号，确定***的供电模式。

此时，发电机组的运行可以由操作人员在发电机旁进行操作，发电机组可以运行在操作人员预设的功率下。操作人员可以就地分别选择任意一个锂电池的启动和停止，在锂电池组充电时，操作人员可选择“充电模式”和“充电结束”。手动运行可以在调试以及控制***无法正常工作的条件下进行。

步骤430、基于确定的运行模式和供电模式，实现关键技术的示范和验证。

具体根据运行模式和供电模式对关键技术的示范与验证在实施例三中已经进行了详细的说明，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台控制方法可控制本发明任意实施例所提供的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台，具备控制方法相应的有益效果。

实施例五

图5为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图，如图5所示，该设备包括处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540；设备中处理器510的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器510为例；设备中的处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器520作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台控制方法对应的程序指令/模块。处理器510通过运行存储在存储器520中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台控制方法。

存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器520可进一步包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置530可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。

本发明实施例提供的设备可以执行上述实施例提供的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台控制方法，具备相应的功能和有益效果。

实施例六

本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台控制方法，该方法包括：

根据当前模拟的船舶工况，确定***的运行模式；

根据所述运行模式和***的锂电池组电量，确定***的供电模式；

基于确定的运行模式和供电模式，实现关键技术的示范和验证。

当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台控制方法中的相关操作.

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述设备的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台，其特征在于，包括：电源、推进电机、阻感负载箱、电涡流测功机和母排；

所述电源包括发电机组、锂电池组和超级电容，所述电源为船舶的电力负载和日用负载提供电力；所述推进电机模拟电力负载，所述阻感负载箱模拟日用负载；所述电涡流测功机配合所述推进电机进行船舶性能试验；所述电源、所述推进电机和所述阻感负载箱分别与所述母排连接；所述电涡流测功机与所述推进电机同轴连接。

2.根据权利要求1所述的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台，其特征在于，所述母排与厂区电网连接，所述厂区电网模拟船舶连接岸电对锂电池组充电。

3.根据权利要求2所述的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台，其特征在于，所述推进电机包括第一推进电机和第二推进电机，所述发电机组包括第一发电机组和第二发电机组，所述锂电池组包括第一锂电池组和第二锂电池组，所述母排包括通过连屏开关连接的第一母排和第二母排；

所述第一推进电机、所述第一发电机组、所述第一锂电池组和所述厂区电网分别与所述第一母排连接；

所述第二推进电机、所述第二发电机组和所述第二锂电池组和所述超级电容分别与所述第二母排连接。

4.根据权利要求3所述的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台，其特征在于，所述阻感负载箱两端分别连接至所述第一母排和所述第二母排。

5.根据权利要求4所述的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台，其特征在于，所述发电机组和所述厂区电网分别通过整流器与所述母排连接，所述锂电池组和所述超级电容分别通过斩波器与所述母排连接，所述推进电机组和所述阻感负载箱的两端分别通过逆变器与所述母排连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台，其特征在于，还包括：电机，所述电机模拟船舶风机泵类负载，所述电机设置在所述阻感负载箱一侧，所述电机通过所述阻感负载箱的一端与所述母排连接。

7.根据权利要求1所述的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台，其特征在于，还包括：无源LC滤波器，所述阻感负载箱的两端分别通过所述LC滤波器与所述母排连接。

8.一种模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台的控制方法，其特征在于，包括：

根据当前模拟的船舶工况，确定***的运行模式；

根据所述运行模式和***的锂电池组电量，确定***的供电模式；

基于确定的运行模式和供电模式，实现关键技术的示范和验证。

9.根据权利要求8所述的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台的控制方法，其特征在于，当运行模式包括自动运行时，根据所述运行模式和***的锂电池电量，确定***的供电模式，包括：

若***满足纯电模式的运行条件，确定***的供电模式包括纯电模式；

若锂电池电量低于第一预设电量或者船舶负载大于纯电模式的负载限值时，确定***的供电模式包括混动模式；

若锂电池组电量低于第二预设电量或者锂电池组处于离网状态，确定***的供电模式包括纯柴模式。

10.根据权利要求8所述的模拟船舶运行状态的混合动力***试验平台的控制方法，其特征在于，当运行模式包括半自动运行时，根据所述运行模式和***的锂电池电量，确定***的供电模式，包括：

基于所述锂电池组存在电量，启动锂电池组对***进行供电；

检测到锂电池组电量低于第二预设电量、所述***处于应急状态或者所述***处于预设状态时，启动发电机组对***进行供电。

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