CN117208191B - 一种油电混合驱动***及具备能源匹配功能的混动风电安装船 - Google Patents
一种油电混合驱动***及具备能源匹配功能的混动风电安装船 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117208191B CN117208191B CN202311426538.4A CN202311426538A CN117208191B CN 117208191 B CN117208191 B CN 117208191B CN 202311426538 A CN202311426538 A CN 202311426538A CN 117208191 B CN117208191 B CN 117208191B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- branch
- emergency
- wind power
- switchboard
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 35
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明属于海上风电机组安装设备技术领域,具体涉及一种油电混合驱动***及具备能源匹配功能的混动风电安装船,油电混合驱动***包括供能组件。供能组件包括发电机组、应急发电机组和电池组,在不同载荷情况下开启不同数量的发电机组为风电安装船供能,发电机组供能充足时多余的电能储存到电池组,供能不足时配合电池组向风电安装船供能,发电机组故障时,由电池组供能直至应急发电机组启动。风电安装船工作时,动态定位***通过传感器收集环境信号,通过油电混合驱动***调整推进器的开启数量、转速和方向角,令船体始终处于预设位置。通过供能组件保证风电安装船动力充足,解决了传统风电安装船在极端工况下的供能问题,提高了其安全稳定性。
Description
技术领域
本发明属于海上风电机组安装设备技术领域,具体涉及一种油电混合驱动***及具备能源匹配功能的混动风电安装船。
背景技术
近年来随着能源问题的不断加剧,探索新能源的获取与利用成为当前世界的热点。靠近大陆的浅海地区,由于没有山脉与建筑物的阻挡,风力资源储备丰富,是风力发电的理想区域,因此,近年来世界各国不断加大建设海上风电设施。然而,海上风电安装需要克服风、浪、流等环境因素,专门用于海上风电安装的风电安装船得到人们的关注。
传统海上风电安装船工作时大多采用发电机组为船体供能,当发电机组故障时,电池组配合应急发电机组供能。为保证海上风电安装船的动力性能,风电安装船的发动机功率一般需要满足恶劣海况条件与满载情况,但当海上风电安装船载荷过小时,由于装机功率巨大,导致***效率不高,损耗大。而且,动态定位性能受限于装机功率因素,因而,亟待本领域技术人员解决上述问题。
发明内容
本发明鉴于上述现有的问题以及缺陷,设计出该油电混合驱动***及具备能源匹配功能的混动风电安装船。
为了解决上述技术问题,本发明涉及了一种油电混合驱动***。包括供能组件;供能组件为风电安装船提供能量,供能组件包括至少一个柴油发电机组、至少一个电池组和至少一个应急柴油发电机组;根据不同的载荷要求开启不同数量的柴油发电机组为风电安装船供能,柴油发电机组为风电安装船供能充足时,多余的电能流入电池组,应急柴油发电机组处于待机状态;柴油发电机组供能不足时,柴油发电机组联合电池组向风电安装船供能;在柴油发电机组故障时,由电池组供能直至应急柴油发电机组启动;
供能组件由电路连接,电路包括柴油发电机组、应急柴油发电机组、岸电、变频器、空气断路器、母联断路器、交流变压器、推进器、电池组、直流变压器、熔断器、整流/逆变双功能变送器、负载、主配电板、电池配电板、紧急配电板;主配电板包括11KV主配电板、690V主配电板和230V主配电板,母联断路器隔开主配电板;主配电板控制供能组件产生的电力流入指定负载,柴油发电机组供电时,空气断路器闭合,柴油发电机组供电汇入11KV主配电板的交流配电板汇流排,通过空气断路器、交流变压器和变频器,进入推进器,使推进器工作,维持风电安装船在海上运行;11KV主配电板的交流配电板汇流排通过电路将电引入690V主配电板的交流配电板汇流排,并对相应负载供电,与此同时,690V主配电板的交流配电板汇流排通过电路将电引入230V主配电板的交流配电板汇流排,并对相应低压负载供电;电池组通过电路整流充电,并通过电路逆变放电;主电源断电时,应急柴油发电机组在45s内自动启动,并连接到紧急配电板上,应急柴油发电机组启动前,由电池组供电;
包括电池组充电支路、电池组放电支路、变压支路、负载支路、紧急充电支路、电源支路和推动支路;所述电池组充电支路由第三空气断路器依次电连接第一交流变压器、熔断器、第四空气断路器、整流/逆变双功能变送器、直流变压器、电池组;所述电池组放电支路依次是电池组、直流变压器、整流/逆变双功能变送器、第四空气断路器、熔断器、第一交流变压器、第三空气断路器;所述变压支路由11KV-690V变压支路和690V-230V变压支路组成;所述负载支路由690V负载支路和230V负载支路组成;所述紧急充电支路由690V紧急充电支路和230V紧急变压充电支路组成;所述电源支路中柴油发电机组、岸电通过第一变频器、第一空气断路器和11KV主配电板连接;所述推动支路依次连接第三空气断路器、第一交流变压器、第二变频器、推进器;所述11KV主配电板包括被多个交流配电板汇流排通过母联断路器隔开;所述11KV主配电板由A个柴油发电机组供电、下方连接有B条推动支路、C条电池组充电支路、D条变压支路;所述690V主配电板被多个交流配电板汇流排通过母联断路器隔开;所述690V主配电板下方连接有F条负载支路,G条紧急充电支路,H条变压支路;所述230V主配电板被多个交流配电板汇流排通过母联断路器隔开;所述230V主配电板下方连接有J条负载支路;所述紧急配电板下方连接有K条紧急变压充电支路;所述690V主配电板下的紧急充电支路包括第九空气断路器,且该紧急支路分为L条,在交流配电板汇流排中通过母联断路器隔开,以便在某段交流配电板汇流排发生故障时维持紧急供电;所述230V主配电板上的紧急充电支路有M条,从690V主配电板引出,包括第七空气断路器、第三交流变压器、第八空气断路器,在汇流时以母联断路器隔开,以保证***稳定运行;所述电池组的数量为N个。
进一步地,11KV主配电板的母联断路器为常闭开关;690V主配电板的母联断路器为常开开关;230V主配电板的母联断路器为常开开关。
可以实现***故障的隔离,提高***的安全性和灵活性。
此外,本发明还公开了一种具备能源匹配功能的混动风电安装船,包括动态定位***和船体,由上述油电混合驱动***提供动力,动态定位***包括传感器和推进器;传感器包括位置传感器、风传感器、水流速度传感器;动态定位***通过在船体上安装位置传感器、风传感器、水流速度传感器将周围环境信号传送到油电混合动力驱动***,油电混合动力驱动***根据传感器的信号控制相关电路,以此调整推进器的开启数量、转速和方向角,确保船体始终处于预设位置。
进一步地,海上风电安装船还包括桩腿和升降固定桩;桩腿与升降固定桩固定在船体上,桩腿上的齿条与升降固定桩上的齿轮啮合,桩腿在甲板上沿船头方向对称分布。
该设计可为船体实现稳定支撑,且有较高的承载能力。
进一步地,推进器包括回转式推进器、船头侧推器和可伸缩推进器;船头侧推器位于船首;可伸缩推进器位于船中;回转式推进器位于船尾。
使船舶位置更可控。
进一步地,船头侧推器的数量为O个,可正转和反转,分别对应船首朝不同的方向运行;可伸缩推进器的数量为P个,在阻力大时可辅助运行,在阻力不大的情况下可缩回;回转式推进器的数量为Q个,可转动角度为R°
船头侧推器、可伸缩推进器和回转式推进器的安装加强了船舶抵御恶劣天气条件的能力,也提高了推进器的应用效率。
进一步地,混动风电安装船还包括起重机构;起重机构包括起重机旋转台和起重机,起重机旋转台与起重机连接;起重机的数量为S个,安装在起重机旋转台上,可转动角度为T度;船体长宽高比例为U:V:W;船体长与桩腿长度的比例为X:Y;船体长与起重机长度的比例为a:b。
配备起重机旋转台和起重机的船舶具有增强起重能力、提高作业效率等优势。这些特点使得船舶能够应对复杂的起重任务,提高了作业效率和安全性。
进一步地,包括上层建筑,上层建筑包括发电机房、直升机平台与立柱型货物;立柱型货物的数量为c个,安装在船体上。
作为上层建筑的一部分,合理的布置能够使船舶合理受力,并影响船舶的重心。
本发明的有益效果为:
(1)本发明的供能***包括柴油发电机组、应急柴油发电机组和电池组,柴油发电机组供能充足时多余的电能可以存入电池组;在柴油发电机组故障情况下,柴油发电机组不能正常供电,需要先利用电池组储存的能量为船体供能,在一定时间内启动应急柴油发电机组,保障船舶正常行驶,保障船体安全,确保船舶的正常运行;在柴油发电机组供能不足时可以配合电池组共同为船体提高能量;这种多重供能来源的设计确保了***的可持续性,即使在某些极端情况下,仍能提供足够的工作动力;
(2)在海上风电安装时,需要将风电安装船处于预设位置并保持稳定,再继续下沉桁架式桩腿,使得海上风电安装船保持在预设位置,但是受海上环境影响很难确保海上风电安装船的预设位置不发生变化,传统的海上风电安装平台安装复杂,不能精确定位,本发明在船体上设置动态定位***,将海上的风浪流等信息实时通过传感器传送给各个推进器,推进器通过调节方向角和转速来抵消海上风浪流的影响,能够确保海上风电安装船处于预设位置,方便后续安装工作的进行;
(3)海上风电机在安装时需要在预设位置施工,本发明在船体上设置桁架式桩腿,通过齿轮齿条连接升降固桩区和桁架式桩腿,控制桁架式桩腿升降,多个桁架式桩腿伸入海底实现海上安装船的固定;船体上还安装有包含供电机房、立柱型货物和直升机平台的上层建筑,为船舶的正常航行和安装作业提供支持;船体分组设置推进器保证了海上风电安装船的安全性和灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的配电***图。
图2为图1中的电源支路图。
图3为图1中的推动支路图。
图4为图1中的11KV-690V变压支路图。
图5为图1中的690V-230V变压支路图。
图6为图1中的690V负载支路图。
图7为图1中的230V负载支路图。
图8为图1中的电池组充放电支路图。
图9为图1中的690V紧急充电支路图。
图10为图1中的230V紧急变压充电支路图。
图11为本发明实施例中动态定位***中的推进器分组图。
图12为本发明实施例中动态定位***的工作原理图。
图13为本发明实施例中船体的立体图。
图14为本发明实施例中船体的后视图。
图15为本发明实施例中船体的侧视图。
图中,001-船体;002-起重机;0021-起重机旋转台;003-桁架式桩腿;0031-升降固桩区;004-上层建筑;0041-直升机平台;0042-立柱型货物;0043-供电机房;005-推进器组;0051-回转式推进器;0052-船头侧推器;0053-可伸缩推进器;
具体实施方式
下面结合说明书附图,对本发明的内容做进一步的详细说明,参照图13、图14和图15,可知,该风电安装船的整船布置图,该船主要包括船体001、起重机旋转台0021、桁架式桩腿003、起重机002、供电机房0043、直升机平台0041、升降固桩区0031、立柱型货物0042、回转式推进器0051、船头侧推器0052、可伸缩推进器0053。船体001上安放着立柱型货物0042、供电机房0043和直升机平台0041,升降固桩区0031与桁架式桩腿003通过齿轮齿条连接,桁架式桩腿003上配有起重机旋转台0021,起重机旋转台0021与起重机002连接、船体001和桁架式桩腿003之间固接升降固桩区0031,船头侧推器0052位于船首,可伸缩推进器0053位于船中,回转式推进器0051位于船尾,船体001安装有4根桁架式桩腿003,其长度相等,分布对称;船头侧推器0052的数量为3个,安装在船体001首端,可伸缩推进器0053的数量为2个,安装在船体001中部,可伸缩推进器0053可以缩回船体001内,回转式推进器0051的数量为4个,安装在船体001尾部,起重机002的数量为1个,安装在一个起重机旋转台0021上,可转动角度为360度,立柱型货物0042的数量为3个,安装在甲板上。船体001长宽高比例约为13:5:1。船体001长度与桁架式桩腿003长度的比例约为5:4,船体001长度与起重机002长度的比例约为5:6;船头侧推器0052可正转和反转,分别对应船头朝不同的方向运行。可伸缩推进器0053在阻力大时可辅助运行,在阻力不大的情况下可缩回。回转式推进器0051可旋转360度,能根据不同的方向需求改变其回转角度;当船体001运行至风电设备附近时,升降固桩区0031作用使桩腿下降,让船抬升在预定位置。起重机旋转台0021转动使起重机002在水平方向上到相应位置,起重机002关节转动使起重机002在竖直方向上抬高到相应位置,完成风电设备的安装工作;直升机可放于船头直升机平台0041;在动态定位***下,当船舶在航行、起重和进港时,可通过推进器的方向和转速的调节使船体001维持在指定位置。
参照图1,可知,该风电安装船的配电***图标记如下:电源支路000、推动支路100、11KV-690V变压支路110a、690V-230V变压支路110b、690V负载支路120a、230V负载支路120b、电池组充放电支路130、690V紧急充电支路140a、230V紧急变压充电支路140b;
柴油发电机组G1、岸电2、第一变频器3、第一空气断路器4、第二空气断路器5、第三空气断路器6、第一母联断路器7、第二母联断路器8、第三母联断路器9、第一交流变压器10、第二变频器11、推进器组12、第二交流变压器13、电池组14、直流变压器15、熔断器16、第四空气断路器17、整流/逆变双功能变送器18、第五空气断路器19、第四母联断路器20、应急柴油发电机组G21、第六空气断路器22、第七空气断路器23、第三交流变压器24、第八空气断路器25、第九空气断路器26、第十空气断路器27、第四交流变压器28、第一负载29、第十一空气断路器30、第五母联断路器31、第十二空气断路器32、第二负载33、11KV主配电板A1、690V主配电板A2、230V主配电板A3、电池配电板B、紧急配电板C。
该风电安装船的电站布置图,包括4个柴油发电机组G1、1个应急柴油发电机组G21、11KV主配电板A1、690V主配电板A2、230V主配电板A3、电池配电板B、紧急配电板C、电源支路000、推动支路100、11KV-690V变压支路110a、690V-230V变压支路110b、690V负载支路120a、230V负载支路120b、电池组充放电支路130、690V紧急充电支路140a、230V紧急变压充电支路140b;主配电板由11KV主配电板A1、690V主配电板A2、230V主配电板A3组成;变压支路由11KV-690V变压支路110a和690V-230V变压支路110b组成;负载支路由690V负载支路120a和230V负载支路120b组成;紧急充电支路由690V紧急充电支路140a和230V紧急变压充电支路140b组成;11KV主配电板A1被交流配电板汇流排通过第一母联断路器7、第二母联断路器8和第三母联断路器9、隔开,11KV主配电板A1由4台柴油发电机组G1和岸电2供电,下方连接有9条推动支路100,4条电池组充放电支路130,4条变压支路110a;690V主配电板A2包括被4个交流配电板汇流排通过3个第四母联断路器20隔开,690V主配电板A2下方连接有4条负载支路120a,2条紧急充电支路140a,4条变压支路110b;230V主配电板A3被4个交流配电板汇流排通过3个第五母联断路器31隔开,230V主配电板A3下方连接有4条负载支路120b;紧急配电板C下方连接有2条紧急变压充电支路140b;电池配电板B有4个,构成4条电池组充放电支路130。
参照图1和图2,可知,电源支路000依次通过柴油发电机组G1或岸电2,第一变频器3,第一空气断路器4,将电输入到11KV主配电板A1中,11KV主配电板A1中的电再通过后续支路分配。
参照图1和图3,可知,推动支路100中推进器组12分为4个回转式推进器0051,分别简称为CT1、CT2、CT3、CT4,3个船头侧推器0052,分别简称为AT1、AT2、AT3,2个可伸缩推进器0053,分别简称为BT1、BT2。依次通过11KV主配电板A1,第三空气断路器6,第一交流变压器10,第二变频器11,推进器组12,使得推进器组12运作,从而使船舶运动。
参照图4,可知,11KV-690V变压支路110a,依次通过11KV主配电板A1,第三空气断路器6,第二交流变压器13,第五空气断路器19,690V主配电板A2,将11KV主配电板A1的电通过变压输入至690V主配电板A2上。690V主配电板A2中的电再通过后续支路分配。
参照图5,可知,690V-230V变压支路110b,依次通过690V主配电板A2,第十空气断路器27,第四交流变压器28,第十一空气断路器30,230V主配电板A3,将690V主配电板A2的电通过变压输入至230V主配电板A3上,230V主配电板A3中的电再通过后续支路分配。
参照图6,可知,690V负载支路120a,通过690V主配电板A2供电,依次是690V主配电板A2,第十空气断路器27,第一负载29。
参照图7,可知,230V负载支路120b,通过230V主配电板A3供电,依次是230V主配电板A3,第十二空气断路器32,第二负载33。
参照图8,可知,电池组充放电支路130,分为电池组14充电过程与放电过程。电池组14充电过程的电路依次是11KV主配电板A1,第三空气断路器6,第一交流变压器10,熔断器16,第四空气断路器17,整流/逆变双功能变送器18,电池配电板B,直流变压器15,电池组14。电池组14放电过程的电路依次是电池组14,直流变压器15,电池配电板B,整流/逆变双功能变送器18,第四空气断路器17,熔断器16,第一交流变压器10,第三空气断路器6,11KV主配电板A1。通过两个过程的切换,电池组充放电支路130可起到消强补缺的作用。
参照图9,可知,690V紧急充电支路140a,依次通过690V紧急配电板C,第九空气断路器26,690V主配电板A2。实现紧急配电板C向690V主配电板A2供电。
参照图10,可知,230V紧急变压充电支路140b,依次通过690V紧急配电板C,第七空气断路器23,第三交流变压器24,第八空气断路器25,230V主配电板A3。实现紧急配电板C向230V主配电板A3供电。
在供电正常的情况下,风电安装船由柴油发电机组G1供能,在柴油发电机组G1供电时,第一空气断路器4闭合,柴油发电机组G1供电汇入11KV主配电板A1交流配电板汇流排。通过交流配电板汇流排分配电量通过第三空气断路器6、第一交流变压器10、第二变频器11,进入推进器组12,使推进器组12工作,使船体001在海上运行。11KV主配电板A1交流配电板汇流排通过11KV-690V变压支路110a将电引入690V主配电板A2的交流配电板汇流排,并对相应第一负载29供电。同时,690V主配电板A2交流配电板汇流排通过690V-230V变压支路110b将电引入230V主配电板A3的交流配电板汇流排,并对相应第二负载33供电。在全过程中,电池组14可通过电池组充放电支路130,起到消强补缺的作用。主电源断电时,应急柴油发电机组G21应在45s内自动启动,并连接到紧急配电板C上,应急柴油发电机组G21启动前,电池组14供电,维持必要负载运作。
参照图11和图12,可知,船上安置有位置传感器、水流传感器和风传感器。船舶受海浪影响位置发生变化,动态定位***启动,通过位置传感器得知船舶位置变化,通过水流传感器和风传感器得知风、浪、流的作用力,计算可求得所需反向作用力。结合位置信息,输入动态定位***计算可得推进器组12转速和方向角信息。将转速信号输入给CT1和AT3、CT2和AT2、CT3和AT1,将方向角信号输入给CT1、CT2和CT3。推进器组12根据信号将自身转速和方向角调整到设定值,使船舶到达新位置,在此过程不断与预设位置比较调整,直到船舶保持在预定位置。
参照图11和图12,可知,正常航行工况下,根据船体载荷状况,匹配优化推进器组12的数量,在载荷较低时,可开启推进器组12中的部分,即可完成航行要求。同时,匹配优化开启柴油发电机组G1的数量,以全功率运行,即可满足所匹配推进器组12的供电,实现单个柴油发电机组G1效率的最大化。在载荷较高时,需开启更多推进器005,并需开启更多柴油发电机组G1,以全功率运行,可满足所匹配推进器组12的推力要求。
轻载航行时,由于推进器组12所需电能较少,故柴油发电机组G1在全功率运行下会产生多余电能。此时匹配优化柴油发电机组G1和推进器组12的数量,减少柴油发电机组G1工作数量。同时将柴油发电机组G1产生的多余电能通过电池组充放电支路130中的充电支路存储至电池组14。存至电池组14的电能留待需要时利用。
在载荷较大,或在极端恶劣的航行工况下,由于环境影响,船舶航行速度较慢,此时匹配优化柴油发电机组G1和推进器组12的数量,使所有柴油发电机组G1和推进器005工作。同时,只靠柴油发电机组G1供电已不足以维持推进器组12的推进力。故需利用电池组14的电能,依次通过电池组充放电支路130以及推动支路100,将电能从电池组14输入推进器组12,使得推进器组12能正常运行,从而使得船舶能保持在规定的方向和速度运行。
在载荷较大,或在极端恶劣的航行工况下,船舶在动态定位***下运行时,由于风浪较大,此时匹配优化柴油发电机组G1和推进器组12的数量,使所有柴油发电机组G1和推进器组12工作。但推进器组12的推力较低,船舶在海浪中位置变化急剧,只靠柴油发电机组G1供电已不足以维持推进器组12的推进力,动态定位精度差。此时需利用电池组14储存的能量,通过电池组充放电支路130以及推动支路100,将电能从电池组14输入推进器组12,柴油发电机组G1和电池组14同时供电,以此保证推进器组12可按信号运行在规定方位角和转速,使得船舶能够抵御风浪作用。
在柴油发电机组G1故障情况下,柴油发电机组G1不能正常供电。此时将柴油发电机组G1对应的空气断路器断开。利用电池组14储存的能量,通过电池组充放电支路130以及推动支路100,将电能从电池组14输入推进器组12,保障船舶正常行驶,使动态定位***正常运行,保障船体安全。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明,对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本发明中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与发明所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种油电混合驱动***,适用于风电安装船的驱动供能,包括供能组件;所述供能组件为风电安装船提供能量,其特征在于:所述供能组件包括至少一个柴油发电机组、至少一个电池组和至少一个应急柴油发电机组;根据不同的载荷要求开启不同数量的所述柴油发电机组为风电安装船供能,所述柴油发电机组为风电安装船供能充足时,多余的电能流入所述电池组,所述应急柴油发电机组处于待机状态;所述柴油发电机组供能不足时,所述柴油发电机组联合所述电池组向风电安装船供能;在所述柴油发电机组故障时,由所述电池组供能直至应急柴油发电机组启动;
所述供能组件由电路连接,所述电路包括柴油发电机组、应急柴油发电机组、岸电、变频器、空气断路器、母联断路器、交流变压器、推进器、电池组、直流变压器、熔断器、整流/逆变双功能变送器、负载、主配电板、电池配电板、紧急配电板;所述主配电板包括11KV主配电板、690V主配电板和230V主配电板,所述母联断路器隔开所述主配电板;所述主配电板控制所述供能组件产生的电力流入指定负载,所述柴油发电机组供电时,所述空气断路器闭合,所述柴油发电机组供电汇入所述11KV主配电板的交流配电板汇流排,通过所述空气断路器、所述交流变压器和所述变频器,进入所述推进器,使所述推进器工作,维持风电安装船在海上运行;所述11KV主配电板的交流配电板汇流排通过电路将电引入690V主配电板的交流配电板汇流排,并对相应负载供电,与此同时,所述690V主配电板的交流配电板汇流排通过电路将电引入所述230V主配电板的交流配电板汇流排,并对相应低压负载供电;所述电池组通过电路整流充电,并通过电路逆变放电;主电源断电时,所述应急柴油发电机组在45s内自动启动,并连接到所述紧急配电板上,所述应急柴油发电机组启动前,由所述电池组供电;
包括电池组充电支路、电池组放电支路、变压支路、负载支路、紧急充电支路、电源支路和推动支路;所述电池组充电支路由第三空气断路器依次电连接第一交流变压器、熔断器、第四空气断路器、整流/逆变双功能变送器、直流变压器、电池组;所述电池组放电支路依次是电池组、直流变压器、整流/逆变双功能变送器、第四空气断路器、熔断器、第一交流变压器、第三空气断路器;所述变压支路由11KV-690V变压支路和690V-230V变压支路组成;所述负载支路由690V负载支路和230V负载支路组成;所述紧急充电支路由690V紧急充电支路和230V紧急变压充电支路组成;所述电源支路中柴油发电机组、岸电通过第一变频器、第一空气断路器和11KV主配电板连接;所述推动支路依次连接第三空气断路器、第一交流变压器、第二变频器、推进器;所述11KV主配电板包括被多个交流配电板汇流排通过母联断路器隔开;所述11KV主配电板由A个柴油发电机组供电、下方连接有B条推动支路、C条电池组充电支路、D条变压支路;所述690V主配电板被多个交流配电板汇流排通过母联断路器隔开;所述690V主配电板下方连接有F条负载支路,G条紧急充电支路,H条变压支路;所述230V主配电板被多个交流配电板汇流排通过母联断路器隔开;所述230V主配电板下方连接有J条负载支路;所述紧急配电板下方连接有K条紧急变压充电支路;所述690V主配电板下的紧急充电支路包括第九空气断路器,且该紧急支路分为L条,在交流配电板汇流排中通过母联断路器隔开,以便在某段交流配电板汇流排发生故障时维持紧急供电;所述230V主配电板上的紧急充电支路有M条,从690V主配电板引出,包括第七空气断路器、第三交流变压器、第八空气断路器,在汇流时以母联断路器隔开,以保证***稳定运行;所述电池组的数量为N个。
2.根据权利要求1所述的一种油电混合驱动***,其特征在于:所述11KV主配电板的母联断路器为常闭开关;所述690V主配电板的母联断路器为常开开关;所述230V主配电板的母联断路器为常开开关。
3.一种具备能源匹配功能的混动风电安装船,包括动态定位***和船体,其特征在于:所述动态定位***和所述船体由权利要求1-2任意一项所述的一种油电混合驱动***提供动力,所述动态定位***包括传感器和推进器;所述传感器包括位置传感器、风传感器、水流速度传感器;所述动态定位***通过在所述船体上安装所述位置传感器、所述风传感器和水流速度传感器将周围环境信号传送到所述油电混合动力驱动***,所述油电混合动力驱动***根据所述传感器的信号控制相关电路,以此调整所述推进器的开启数量、转速和方向角,确保所述船体始终处于预设位置。
4.根据权利要求3所述的一种具备能源匹配功能的混动风电安装船,其特征在于:海上风电安装船还包括桩腿和升降固定桩;所述桩腿与所述升降固定桩固定在所述船体上,所述桩腿上的齿条与所述升降固定桩上的齿轮啮合,所述桩腿在甲板上沿船头方向对称分布。
5.根据权利要求3所述的一种具备能源匹配功能的混动风电安装船,其特征在于:所述推进器包括回转式推进器、船头侧推器和可伸缩推进器;所述船头侧推器位于船首;所述可伸缩推进器位于船中;所述回转式推进器位于船尾。
6.根据权利要求5所述的一种具备能源匹配功能的混动风电安装船,其特征在于:所述船头侧推器的数量为O个,可正转和反转,分别对应船首朝不同的方向运行;所述可伸缩推进器的数量为P个,在阻力大时可辅助运行,在阻力不大的情况下可缩回;所述回转式推进器的数量为Q个,可转动角度为R°。
7.根据权利要求4所述的一种具备能源匹配功能的混动风电安装船,其特征在于:所述混动风电安装船还包括起重机构;所述起重机构包括起重机旋转台和起重机,所述起重机旋转台与所述起重机连接;所述起重机的数量为S个,安装在所述起重机旋转台上,可转动角度为T度;船体长宽高比例为U:V:W;船体长与所述桩腿长度的比例为X:Y;所述船体长与所述起重机长度的比例为a:b。
8.根据权利要求3所述的一种具备能源匹配功能的混动风电安装船,其特征在于:包括上层建筑,所述上层建筑包括发电机房、直升机平台与立柱型货物;所述立柱型货物的数量为c个,安装在船体上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311426538.4A CN117208191B (zh) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | 一种油电混合驱动***及具备能源匹配功能的混动风电安装船 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311426538.4A CN117208191B (zh) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | 一种油电混合驱动***及具备能源匹配功能的混动风电安装船 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117208191A CN117208191A (zh) | 2023-12-12 |
CN117208191B true CN117208191B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=89041023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311426538.4A Active CN117208191B (zh) | 2023-10-31 | 2023-10-31 | 一种油电混合驱动***及具备能源匹配功能的混动风电安装船 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117208191B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118100391B (zh) * | 2024-04-17 | 2024-07-05 | 山东大学 | 一种风电安装船用高效率电力驱动*** |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102904281A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-30 | 同济大学 | 一种船舶微电网*** |
CN103708015A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-09 | 上海海事大学 | 一种双柴油发电机组与锂电池混合动力船舶结构与控制方法 |
CN103732490A (zh) * | 2011-06-22 | 2014-04-16 | 瓦锡兰芬兰有限公司 | 船只推进引擎燃料效率的改进 |
CN107416165A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-12-01 | 山西汾西重工有限责任公司 | 船舶直流组网电力推进***的故障穿越***及其穿越方法 |
CN110110422A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-09 | 达器船用推进器(江苏)有限公司 | 船舶多电源复合利用最低耗油率优化方法 |
CN111907680A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-11-10 | 锡瑞迪船用动力***(上海)有限公司 | 一种混合动力船舶能效控制***及方法 |
-
2023
- 2023-10-31 CN CN202311426538.4A patent/CN117208191B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103732490A (zh) * | 2011-06-22 | 2014-04-16 | 瓦锡兰芬兰有限公司 | 船只推进引擎燃料效率的改进 |
CN102904281A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-30 | 同济大学 | 一种船舶微电网*** |
CN103708015A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-09 | 上海海事大学 | 一种双柴油发电机组与锂电池混合动力船舶结构与控制方法 |
CN107416165A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-12-01 | 山西汾西重工有限责任公司 | 船舶直流组网电力推进***的故障穿越***及其穿越方法 |
CN110110422A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-09 | 达器船用推进器(江苏)有限公司 | 船舶多电源复合利用最低耗油率优化方法 |
CN111907680A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-11-10 | 锡瑞迪船用动力***(上海)有限公司 | 一种混合动力船舶能效控制***及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117208191A (zh) | 2023-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pan et al. | Research progress on ship power systems integrated with new energy sources: A review | |
CN117208191B (zh) | 一种油电混合驱动***及具备能源匹配功能的混动风电安装船 | |
CN102358412B (zh) | 多能源混合动力的船舶电力推进***及其实施方法 | |
Paul | A history of electric ship propulsion systems [history] | |
US7353764B2 (en) | Corvette ship-type equipment system | |
CN202156534U (zh) | 一种多能源混合动力的船舶电力推进*** | |
CN107697256A (zh) | 一种纯电动船的动力集成*** | |
SG182806A1 (en) | Ship drive system having a plurality of electric drive shafts | |
CN113300422A (zh) | 一种船舶混合供电***、船舶及其供电控制方法 | |
CN202016568U (zh) | 一种混合动力船舶电力推进*** | |
AU2018413663B2 (en) | Remote control unmanned surface vehicle with wind-driven cycloidal propeller | |
CN107856829B (zh) | 一种适用于库区待闸停泊船舶的新型复合能源供电船 | |
CN102120488A (zh) | 混合动力船舶电力推进***及实施方法 | |
Bolvashenkov et al. | Possible ways to improve the efficiency and competitiveness of modern ships with electric propulsion systems | |
CN105966590A (zh) | 一种带储能单元混合电力推进***的车客渡船 | |
CN104037927A (zh) | 新型混合电源供电的船舶电力*** | |
De Breucker et al. | Possible applications of plug-in hybrid electric ships | |
CN113169550B (zh) | 用于具有不同连接区的涉水装置的供能*** | |
CN205801485U (zh) | 一种带储能单元混合电力推进***的车客渡船 | |
CN208007234U (zh) | 一种风力与太阳能联合驱动远程遥控无人船 | |
CN206502003U (zh) | 一种太阳能船舶动力推进装置 | |
CN105836089B (zh) | 一种储能船舶 | |
CN205589447U (zh) | 一种半潜船电力和推进***以及包含该***的半潜船 | |
CN106627979A (zh) | 一种潮间带海上运维双体船 | |
CN202557781U (zh) | 移动式风帆水力环保船 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |