本發(fā)明涉及船舶，特別涉及一種集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著碳排放控制法規(guī)的要求日益嚴(yán)格，光伏太陽能技術(shù)在船舶上的應(yīng)用受到船東越來越多的關(guān)注。集裝箱船上可安裝光伏太陽能板的空間十分有限，并且光伏系統(tǒng)發(fā)電能力受光照條件影響，因此集裝箱船上可安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng)供電容量與船舶電站容量相比過小，輸出功率也不穩(wěn)定，性價(jià)比不高，推廣應(yīng)用困難。

2、而現(xiàn)有技術(shù)中，集裝箱船上安裝的小容量太陽能光伏系統(tǒng)利用方式一：多個(gè)光伏整列串并聯(lián)后接入光伏控制器，再通過并網(wǎng)逆變器將太陽能電池板的直流電轉(zhuǎn)化為與船舶電網(wǎng)同頻、同相的交流電后匯入船舶主電網(wǎng)，此時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)相當(dāng)于一臺(tái)小發(fā)電機(jī)。

3、集裝箱船上安裝的小容量太陽能光伏系統(tǒng)利用方式二：將多個(gè)光伏整列串并聯(lián)后組成離網(wǎng)光伏系統(tǒng)，獨(dú)立向船舶照明、通風(fēng)、空調(diào)、廚房設(shè)備等非重要負(fù)載供電，電能不足時(shí)可切換至船舶主電網(wǎng)供電。

4、集裝箱船上安裝的小容量太陽能光伏系統(tǒng)利用方式三：在上述方式二的基礎(chǔ)上增加蓄電池組成混合電力系統(tǒng)，將多余的電能儲(chǔ)存在蓄電池里，當(dāng)光伏發(fā)電功率不足時(shí)由蓄電池補(bǔ)充。

5、此外，集裝箱船普遍安裝有臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，是船舶主電源、應(yīng)急電源之外的重要配電系統(tǒng)，主要由充放電板和蓄電池組成。充放電板通過對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電管理，為船舶航行系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、聲力電話、廣播通用報(bào)警系統(tǒng)、臨時(shí)應(yīng)急照明等一些重要負(fù)載提供直流電源，同時(shí)作為備用電源，在船舶失電的情況下為重要負(fù)載供電，保證船舶及人員安全的臨時(shí)應(yīng)急供電。

6、此外，集裝箱船貨艙之間有貨艙通道，主要用于設(shè)備維護(hù)、貨艙巡檢、冷藏集裝箱維護(hù)等，貨艙通道由甲板層和縱向隔板分隔成一個(gè)個(gè)半圍蔽空間。常規(guī)的集裝箱船貨艙通道照明由主照明系統(tǒng)和應(yīng)急照明系統(tǒng)供電，每個(gè)空間都需要設(shè)置主照明或應(yīng)急照明，燈點(diǎn)數(shù)量重多，功率較大。

7、然而，上述集裝箱船光伏系統(tǒng)利用方式一、二、三的共有缺點(diǎn)是：都需要多個(gè)光伏陣列串并聯(lián)升壓接近船舶電網(wǎng)電壓等級(jí)后才能接入光伏控制器，大多數(shù)集裝箱船可安裝光伏面板面積不足，不具備安裝常規(guī)光伏系統(tǒng)的條件。

8、上述集裝箱船光伏系統(tǒng)利用方式一還有一個(gè)缺點(diǎn)是：可安裝的光伏系統(tǒng)輸出功率不穩(wěn)定，具備并網(wǎng)條件的時(shí)間較短，并且發(fā)電容量與主電網(wǎng)相比過小，并網(wǎng)功能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，成本較高，費(fèi)效比過高。

9、上述集裝箱船光伏系統(tǒng)利用方式二中獨(dú)立離網(wǎng)獨(dú)立供電方式的另一個(gè)缺點(diǎn)是：供電可靠性較低，當(dāng)光照強(qiáng)度不夠時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率不足，將自動(dòng)切換至船舶電網(wǎng)，切換過程中沒有蓄電池緩沖，因此所供電的船舶照明、通風(fēng)、空調(diào)、廚房設(shè)備等非重要負(fù)載將會(huì)有一個(gè)斷電的過程。雖然不影響船舶安全，但是影響船員體驗(yàn)。

10、上述集裝箱船光伏系統(tǒng)利用方式三中配套蓄電池組成混合動(dòng)力系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是：成本較高，除了蓄電池及其充電電路需要增加成本，而且還需要為蓄電池配備專門的艙柜、通風(fēng)、消防、火災(zāi)探測(cè)、溫度探測(cè)等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)。

2、本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

3、一種集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其包括：與充放電板的母線相連且具備多個(gè)串聯(lián)的蓄電池的蓄電池組；向所述母線供電的主配電板電源；通過充電器向所述蓄電池組充電且向所述母線供電的應(yīng)急配電板電源；通過各換流器分別接入所述母線并與所述蓄電池組相連的至少一個(gè)光伏組件；接入所述母線的負(fù)載。

4、由此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中光伏發(fā)電系統(tǒng)與蓄電池組成混合動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)方案進(jìn)行了改進(jìn)，省去了常規(guī)光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制器和逆變器，系統(tǒng)應(yīng)用門檻低，且由于至少一個(gè)光伏組件通過各換流器分別接入母線并與蓄電池組相連，能夠在對(duì)蓄電池組浮充的同時(shí)對(duì)母線供電，可根據(jù)目標(biāo)船實(shí)際情況配置光伏組件(即光伏面板)的數(shù)量，即使一塊光伏面板也可接入臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)。同時(shí)利用臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)的蓄電池充放電系統(tǒng)保證光伏發(fā)電系統(tǒng)供電負(fù)載的穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。

5、進(jìn)一步地，所述蓄電池組包括串聯(lián)的四塊蓄電池。由此，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)蓄電池組的總?cè)萘坎蛔儯傮w積也幾乎無差別。

6、進(jìn)一步地，所述主配電板電源通過整流器向所述母線供電。由此，本發(fā)明中該整流器可起到功率平衡的作用。

7、進(jìn)一步地，所述應(yīng)急配電板電源通過所述充電器經(jīng)熔斷器向所述蓄電池組充電，并經(jīng)二極管向所述母線單向供電。

8、進(jìn)一步地，所述負(fù)載包括重要負(fù)載和非重要負(fù)載；所述重要負(fù)載通過換流器接入所述母線。由此，本發(fā)明臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)的電壓等級(jí)升高，供電線路的電壓下降，可大幅減少供電電纜截面積。

9、進(jìn)一步地，所述非重要負(fù)載通過脫扣器接入所述母線。由此，當(dāng)全船主電源和應(yīng)急電源都故障斷電時(shí)，可通過脫扣器動(dòng)作，切除本船非重要負(fù)載，蓄電池組通過母線向規(guī)范要求的重要負(fù)載供電。

10、進(jìn)一步地，所述非重要負(fù)載包括布置于集裝箱船的貨艙通道照明分路上的多個(gè)照明器件。

11、進(jìn)一步地，所述照明器件為低壓直流led燈。本發(fā)明將光伏發(fā)電系統(tǒng)提供的電能主要用于貨艙通道的照明，因?yàn)樨浥撏ǖ纼?nèi)每個(gè)半圍蔽空間小，需要照度低，只需要安裝低壓直流小功率led燈具，與常規(guī)的照明設(shè)計(jì)相比成本低、耗能少。

12、進(jìn)一步地，所述蓄電池為12v/100ah的鉛酸蓄電池。

13、進(jìn)一步地，所述主配電板電源和所述應(yīng)急配電板電源為ac380v電源。

14、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，無需光伏控制器、光伏逆變器和蓄電池及其配套系統(tǒng)，只需要對(duì)常規(guī)的臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單改造。此外，本發(fā)明配置靈活，無需多塊光伏陣列串聯(lián)升壓，可以單塊光伏面板直接經(jīng)換流器接入系統(tǒng)。另外，本發(fā)明還能實(shí)現(xiàn)供電回路壓降降低，供電電纜截面減小的優(yōu)點(diǎn)。而貨艙通道照明分路采用低壓直流led燈，則可由傳統(tǒng)的主照明系統(tǒng)和應(yīng)急照明系統(tǒng)供電改進(jìn)為臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)供電，降低成本，減少電耗。此外，本發(fā)明當(dāng)船舶主電源和應(yīng)急電源斷電時(shí)自動(dòng)切斷，不影響重要負(fù)載的臨時(shí)應(yīng)急供電。

技術(shù)特征：

1.一種集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其特征在于，其包括：

2.如權(quán)利要求1所述的集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池組包括串聯(lián)的四塊蓄電池。

3.如權(quán)利要求1所述的集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其特征在于，所述主配電板電源通過整流器向所述母線供電。

4.如權(quán)利要求1所述的集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)急配電板電源通過所述充電器經(jīng)熔斷器向所述蓄電池組充電，并經(jīng)二極管向所述母線單向供電。

5.如權(quán)利要求1所述的集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載包括重要負(fù)載和非重要負(fù)載；所述重要負(fù)載通過換流器接入所述母線。

6.如權(quán)利要求5所述的集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其特征在于，所述非重要負(fù)載通過脫扣器接入所述母線。

7.如權(quán)利要求6所述的集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其特征在于，所述非重要負(fù)載包括布置于集裝箱船的貨艙通道照明分路上的多個(gè)照明器件。

8.如權(quán)利要求7所述的集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其特征在于，所述照明器件為低壓直流led燈。

9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池為12v/100ah的鉛酸蓄電池。

10.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其特征在于，所述主配電板電源和所述應(yīng)急配電板電源為ac380v電源。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種集裝箱船臨時(shí)應(yīng)急配電系統(tǒng)，其包括：與充放電板的母線相連且具備多個(gè)串聯(lián)的蓄電池的蓄電池組；向所述母線供電的主配電板電源；通過充電器向所述蓄電池組充電且向所述母線供電的應(yīng)急配電板電源；通過各換流器分別接入所述母線并與所述蓄電池組相連的至少一個(gè)光伏組件；接入所述母線的負(fù)載。本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，配置靈活；還能實(shí)現(xiàn)供電回路壓降降低，供電電纜截面減小。

技術(shù)研發(fā)人員：黃劍,董治強(qiáng),陸奕清
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海船舶研究設(shè)計(jì)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26