一种适用于船舶岸电系统电源和信息的管控系统及方法与流程

本发明属于岸电电源及信息的管理和控制技术领域，具体涉及一种适用于船舶岸电系统电源和信息的管控系统及方法。

背景技术：

港口作为我国对外开放的窗口和现代物流供应链中的重要环节，其能源消耗在整个交通行业中占有相当的比重。船舶靠泊在港口进行货物装卸时，其各种电气设备的用电大多来自于船舶发电柴油机，船舶在港口运行柴油机对港口的环境造成很大的压力。如果靠港的船舶能够切换岸电，那么就可以关闭其自身的发电柴油机，这样一来，就能够大大降低船舶发电柴油机运行时所产生的废气、油水和噪音。同时，船舶靠港使用岸电能够给港方和船方带来经济效益，降低船舶对能源的消耗。总体来说，船舶岸电电源技术对于我国的环境保护、节能减排及可持续发展都具有重要的意义。

船舶供岸电的并车对象是船舶自身电力系统与岸上的岸电电源，根据岸电上船的不同电压等级，船舶岸电系统又可分为低压供电和高压供电两种方式，其要求更加准确、快速的捕捉并车合闸点。船舶使用岸电电源时，其调节船舶发电机的电压、频率和相角差，使其与岸电电源达到同步，最后完成同期并车。同时，船舶供岸电并车装置是整个岸电电源系统的一部分，为了能够正常的监测并车装置及其并车过程中的状态，其应具备远程通信能力，岸上的监控中心能够读取记录并车过程、时间以及故障等信息。因此，船舶岸电系统的核心技术在于对船舶岸电电源及其信息的管控研究。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出一种适用于船舶岸电系统电源和信息的管控系统及方法。

本发明技术方案如下：

一种适用于船舶岸电系统电源和信息的管控系统，包括港口监控层和信息处理层；

所述港口监控层，包括数据采集模块、智能监控模块和PLC控制器；

所述信息处理层，包括控制处理器、DSP、FPGA、信号检测与转换模块和数据存储模块；

所述数据采集模块的输入端通过数据总线连接船舶岸电系统的各个用电设备，所述数据采集模块、智能监控模块、控制处理器、DSP、FPGA、信号检测与转换模块、数据存储模块和PLC控制器之间通过数据总线进行通讯，所述DSP、FPGA通过数据总线连接船舶岸电系统的功率逆变器；

所述数据采集模块，用于实时采集船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、运行状态和报警信息，实时传送至智能监控模块；

所述智能监控模块，用于对采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电参数信息、运行状态和报警信息进行监控，判断各个用电设备是否工作于额定电压、额定电流和额定功率下，以及各用电设备的运行状态是否正常，若用电设备超出其额定电压、额定电流或额定功率，或者用电设备运行状态异常，则通过PLC控制器对其对应设备进行通断控制，并将采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息通过数据总线传送至信息处理层；

所述PLC控制器，用于在用电设备超出其额定电压、额定电流或额定功率，或者用电设备运行状态异常时，对其对应设备进行通断控制；

所述控制处理器，为具有人机交互界面的计算机，用于显示采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息，在操作人员进行停止运行操作或者并车操作时，发送操作信号至DSP和FPGA，当用电设备超出其额定电压、额定电流或额定功率，或者用电设备运行状态异常时，操作人员通过人机交互界面控制PLC控制器对其对应设备进行通断控制；

所述DSP，用于计算并判断船电电源与岸电电源是否满足并车要求，并在船电电源或岸电电源不满足并车要求时，发送减速信号、加速信号、升压信号或降压信号至船舶岸电系统的功率逆变器，直至船电电源与岸电电源满足并车要求，并计算船电电源和岸电电源的合闸相角和合闸时间，发送控制信号至船舶岸电系统的功率逆变器完成并车操作；

所述FPGA，用于在DSP发送控制信号至功率逆变器时进行数据总线同步编码实现模数信号同步，并进行正常运行状态和报警状态收集；

所述信号检测与转换模块，用于对数据采集模块采集的模拟信号进行检测与转换，传送至DSP和FPGA；

所述数据存储模块，用于存储船舶岸电系统的船侧输出电流、船侧输出电压、船侧输出频率、网侧输出电流、网侧输入电压、警报时间、故障时间。

采用适用于船舶岸电系统电源和信息的管控系统进行船舶岸电系统电源和信息的管控的方法，包括以下步骤：

步骤1：通过数据采集模块实时采集船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息，实时传送至智能监控模块；

步骤2：通过智能监控模块对采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电参数信息、运行状态和报警信息进行监控，判断各个用电设备是否工作于额定电压、额定电流和额定功率下，以及各用电设备的运行状态是否正常，若用电设备超出其额定电压、额定电流或额定功率，或者用电设备运行状态异常，则通过PLC控制器对其对应设备进行通断控制，并将采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息通过数据总线传送至信息处理层；

步骤3：控制处理器显示采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息，当用电设备超出其额定电压、额定电流或额定功率，或者用电设备运行状态异常时，操作人员通过人机交互界面控制PLC控制器对其对应设备进行通断控制；

步骤4：当操作人员通过控制处理器的人机交互界面发出并车开始指令时，控制处理器通过数据总线发送指令至DSP；

步骤5：通过DSP和FPGA判断船电电源与岸电电源是否满足并车要求，并在船电电源或岸电电源不满足并车要求时，发送减速信号、加速信号、升压信号或降压信号至船舶岸电系统的功率逆变器，直至船电电源与岸电电源满足并车要求，计算船电电源和岸电电源的合闸相角和合闸时间，发送控制信号至船舶岸电系统的功率逆变器完成并车操作；

步骤5.1：通过DSP计算岸电电源的电压、岸电电源的频率、岸电电源的相角、船电系统的电压、船电系统的频率、船电系统的相角、岸电电源与船电电源的电压差、岸电电源与船电电源的频率差；

步骤5.2：通过DSP判断岸电电源的电压和频率是否满足船舶岸电系统的固有配置且其波动不超过设定波动阈值，若是，则执行步骤5.3，否则，返回步骤4；

步骤5.3：通过DSP采用基于无功功率补偿算法根据岸电电源的两台功率逆变器的电压、频率和功率确定岸电电源的两台功率逆变器的输出电压幅值调节量；

步骤5.3.1：根据岸电电源的两台功率逆变器的电压、频率和功率确定岸电电源中两台并联功率逆变器输出电流：

其中，为第一岸电电源功率逆变器的输出电流，为第二岸电电源功率逆变器的输出电流，Z₁＝R₁+jX₁为第一岸电电源功率逆变器的等效输出阻抗，R₁为第一岸电电源功率逆变器的电阻，X₁为第一岸电电源功率逆变器的电抗，Z₂＝R₂+jX₂为第二岸电电源功率逆变器的等效输出阻抗，R₂为第二岸电电源功率逆变器的电阻，X₂为第二岸电电源功率逆变器的电抗，为岸电电源中负载侧电压，U₀为为岸电电源中负载侧幅值，为第一岸电电源功率逆变器的输出电压，U₁为第一岸电电源功率逆变器的输出电压幅值，为第一岸电电源功率逆变器的输出电压相位，为第二岸电电源功率逆变器的输出电压，U₂为第二岸电电源功率逆变器的输出电压幅值，为第二岸电电源功率逆变器的输出电压相位；

步骤5.3.2：计算岸电电源中两台功率逆变器之间的环流：

(1)当岸电电源中两台功率逆变器输出电压只存在幅值差而不存在相位差时，则岸电电源中两台功率逆变器之间的环流的计算公式如下所示：

(2)当岸电电源中两台功率逆变器输出电压只存在相位差而不存在幅值差时，则岸电电源中两台功率逆变器之间的环流的计算公式如下所示：

步骤5.3.3：计算岸电电源中两台功率逆变器之间的因环流损失的视在功率为S_H、因环流损失的有功功率P_H和因环流损失的无功功率Q_H：

(1)当岸电电源中两台功率逆变器输出电压只存在幅值差而不存在相位差时，则岸电电源中两台功率逆变器之间的因环流损失的视在功率为S_H、因环流损失的有功功率P_H和因环流损失的无功功率Q_H的计算公式如下所示：

其中，R₁＝R₂＝R_i，X₁＝X₂＝X_i；

(2)当岸电电源中两台功率逆变器输出电压只存在相位差而不存在幅值差时，则岸电电源中两台功率逆变器之间的因环流损失的视在功率为S_H、因环流损失的有功功率P_H和因环流损失的无功功率Q_H的计算公式如下所示：

(3)当岸电电源中两台功率逆变器输出电压既存在相位差又存在幅值差时，则岸电电源中两台功率逆变器之间因环流损失的有功功率P_H和因环流损失的无功功率Q_H的计算公式如下所示：

其中，ΔU为岸电电源中两台功率逆变器的电压幅值差，为岸电电源中两台功率逆变器的电压相位差；

步骤5.3.4：根据步骤5.3.3得到的因环流损失的有功功率P_H和因环流损失的无功功率Q_H确定岸电电源中两台功率逆变器的电压幅值差和相位差ΔU：

步骤5.3.5：确定加入PI调节后的岸电电源中两台功率逆变器输出电压幅值调节量ΔU_i：

其中，K_p，K_I为PI调节参数，ΔU₁＝ΔU₂＝ΔU_i，ΔU₁为岸电电源第一台功率逆变器输出电压幅值调节量，ΔU₂为岸电电源第二台功率逆变器输出电压幅值调节量，Q_Hi为岸电电源第i台功率逆变器因环流损失的无功功率，i＝1、2，s为加入PI调节器后拉氏变换。

步骤5.4：通过DSP和FPGA调节功率逆变器的输出电压幅值调节量；

步骤5.5：通过DSP判断岸电电源与船电电源的频率差是否满足并车要求，若是，则执行步骤5.7，否则，执行步骤5.6；

步骤5.6：通过DSP判断船电电源的频率是否大于岸电电源的频率，若是，通过DSP和FPGA向船电系统的功率逆变器发送减速脉冲，返回步骤5.1，否则，通过DSP和FPGA向船电系统的功率逆变器发送加速脉冲，返回步骤5.1；

步骤5.7：通过DSP判断岸电电源与船电电源的电压差是否满足并车要求，若是，则执行步骤5.9，否则，执行步骤5.8；

步骤5.8：通过DSP判断船电电源的电压是否大于岸电电源的频率，若是，通过DSP和FPGA向船电系统的功率逆变器发送降压脉冲，返回步骤5.1，否则，通过DSP和FPGA向船电系统的功率逆变器发送升压脉冲，返回步骤5.1；

步骤5.9：通过DSP计算船电电源和岸电电源的合闸相角和合闸时间；

步骤5.10：由DSP和FPGA发送合闸信号至船电系统的功率逆变器和岸电系统的功率逆变器实现合闸操作；

步骤6：通过控制处理器显示采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息；

步骤7：通过数据存储模块存储船舶岸电系统的船侧输出电流、船侧输出电压、船侧输出频率、网侧输出电流、网侧输入电压、警报时间、故障时间。

本发明的有益效果：

本发明提出一种适用于船舶岸电系统电源和信息的管控系统及方法，该系统具备远程通信能力，可以通过监测中心对船岸并车过程、时间以及故障信息进行采集和处理；该系统包括港口监控层和信息处理层，各电气设备通过工业标准数据总线连接，相互配合共同完成岸电信息管理任务；该系统能够针对岸电上船的不同电压等级、频率进行采集和区分，从而达到更加准确和快速的捕捉并车合闸点，使得船舶靠岸时顺利地使用岸电系统；按照冗余设计，当主系统发生故障时能够自动切换到冗余系统，切换时可保证向船舶的连续正常供电；采用基于无功功率岸电电源并联控制，此控制有助于改善岸电电源中单个变流器件、工艺、散热、冗余性等多方面缺陷，通过对岸电电源中变流器进行并联易于扩容，可靠性高而且维护方便。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中岸电系统和船电系统连接示意图；

其中，1-岸电连接系统、2-岸侧隔离变压器、3-岸侧保护系统、4-岸侧断路器和接地开关、5-岸侧控制和接口设备、6-岸船连接和交互设备、7-船侧控制和接口设备、8-船侧保护系统、9-船侧断路器和接地开关、10-船载变压器、11-岸电接入点；

图2为本发明具体实施方式中适用于船舶岸电系统电源和信息的管控系统的结构示意图；

图3为本发明具体实施方式中适用于船舶岸电系统电源和信息的管控方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式加以详细的说明。

如图1所示为岸电系统和船电系统连接示意图，即船舶岸电系统的各个用电设备，包括岸电连接系统1、岸侧隔离变压器2、岸侧保护系统3、岸侧断路器和接地开关4、岸侧控制和接口设备5、岸船连接和交互设备6、船侧控制和接口设备7、船侧保护系统8、船侧断路器和接地开关9、船载变压器10、岸电接入点11。

本发明提出一种适用于船舶岸电系统电源和信息的管控系统，如图2所示，包括港口监控层和信息处理层。

港口监控层，包括数据采集模块、智能监控模块和PLC控制器。

信息处理层，包括控制处理器、DSP、FPGA、信号检测与转换模块和数据存储模块。

数据采集模块的输入端通过数据总线连接船舶岸电系统的各个用电设备，数据采集模块、智能监控模块、控制处理器、DSP、FPGA、信号检测与转换模块、数据存储模块和PLC控制器之间通过数据总线进行通讯，DSP、FPGA通过数据总线连接船舶岸电系统的功率逆变器。

本实施方式中，数据总线为工业标准数据总线CAN/AS INTERFACE/INTERBUS。

数据采集模块，用于实时采集船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、运行状态和报警信息，实时传送至智能监控模块。

本实施方式中，数据采集模块采用Anydata的DTGS-800模块。数据采集模块具有远程数据采集和传输的功能，内置了TCP/IP通信协议。

本实施方式中，采集的用电参数信息包括电压和电流。

智能监控模块，用于对采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电参数信息、运行状态和报警信息进行监控，判断各个用电设备是否工作于额定电压、额定电流和额定功率下，以及各用电设备的运行状态是否正常，若用电设备超出其额定电压、额定电流或额定功率，或者用电设备运行状态异常，则通过PLC控制器对其对应设备进行通断控制，并将采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息通过数据总线传送至信息处理层。

PLC控制器，用于在用电设备超出其额定电压、额定电流或额定功率，或者用电设备运行状态异常时，对其对应设备进行通断控制。

本实施方式中，智能监控模块采用PSM-E20C电力电源监控模块。智能监控模块中集成有50/60Hz运行线路互锁保护、系统运行条件保护、供电程序控制保护、断电程序控制保护、系统故障停机保护、人员误操作保护、硬线联锁保护，上述保护可以确保只能监控模块在监控到非正常运行状态发生时及时动作，避免过压、过流现象发生从而导致系统损坏。上述保护的动作均由PLC控制器进行控制。

控制处理器，为具有人机交互界面的计算机，用于显示采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息，在操作人员进行停止运行操作或者并车操作时，发送操作信号至DSP和FPGA，当用电设备超出其额定电压、额定电流或额定功率，或者用电设备运行状态异常时，操作人员通过人机交互界面控制PLC控制器对其对应设备进行通断控制。

本实施方式中，控制处理器具有人机界面、系统I/O接口以及系统远程监控界面，人机界面由液晶显示屏与按键组成，系统I/O接口主要由隔离I/O芯片系统通信芯片组成，与PLC控制器相连接，负责对系统输入输出开关量进行控制。

DSP，用于计算并判断船电电源与岸电电源是否满足并车要求，并在船电电源或岸电电源不满足并车要求时，发送减速信号、加速信号、升压信号或降压信号至船舶岸电系统的功率逆变器，直至船电电源与岸电电源满足并车要求，并计算船电电源和岸电电源的合闸相角和合闸时间，发送控制信号至船舶岸电系统的功率逆变器完成并车操作。

FPGA，用于在DSP发送控制信号至功率逆变器时进行数据总线同步编码实现模数信号同步，并进行正常运行状态和报警状态收集。

信号检测与转换模块，用于对数据采集模块采集的模拟信号进行检测与转换，传送至DSP和FPGA。

本实施方式中，信号检测与转换模块为ADC模块。

数据存储模块，用于存储船舶岸电系统的船侧输出电流、船侧输出电压、船侧输出频率、网侧输出电流、网侧输入电压、警报时间、故障时间。

采用适用于船舶岸电系统电源和信息的管控系统进行船舶岸电系统电源和信息的管控的方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤1：通过数据采集模块实时采集船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息，实时传送至智能监控模块。

步骤2：通过智能监控模块对采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电参数信息、运行状态和报警信息进行监控，判断各个用电设备是否工作于额定电压、额定电流和额定功率下，以及各用电设备的运行状态是否正常，若用电设备超出其额定电压、额定电流或额定功率，或者用电设备运行状态异常，则通过PLC控制器对其对应设备进行通断控制，并将采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息通过数据总线传送至信息处理层。

步骤3：控制处理器显示采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息，当用电设备超出其额定电压、额定电流或额定功率，或者用电设备运行状态异常时，操作人员通过人机交互界面控制PLC控制器对其对应设备进行通断控制。

步骤4：当操作人员通过控制处理器的人机交互界面发出并车开始指令时，控制处理器通过数据总线发送指令至DSP。

步骤5：通过DSP和FPGA判断船电电源与岸电电源是否满足并车要求，并在船电电源或岸电电源不满足并车要求时，发送减速信号、加速信号、升压信号或降压信号至船舶岸电系统的功率逆变器，直至船电电源与岸电电源满足并车要求，计算船电电源和岸电电源的合闸相角和合闸时间，发送控制信号至船舶岸电系统的功率逆变器完成并车操作。

步骤5.1：通过DSP计算岸电电源的电压、岸电电源的频率、岸电电源的相角、船电系统的电压、船电系统的频率、船电系统的相角、岸电电源与船电电源的电压差、岸电电源与船电电源的频率差。

步骤5.2：通过DSP判断岸电电源的电压和频率是否满足船舶岸电系统的固有配置且其波动不超过设定波动阈值，若是，则执行步骤5.3，否则，返回步骤4。

本实施方式中，船舶岸电系统的固有配置为10kV/50Hz、6.6kV/60Hz、380V/50Hz、440V/60Hz。波动阈值为±5％。

步骤5.3：通过DSP采用基于无功功率补偿算法根据岸电电源的两台功率逆变器的电压、频率和功率确定岸电电源的两台功率逆变器的输出电压幅值调节量。

步骤5.3.1：根据岸电电源的两台功率逆变器的电压、频率和功率确定岸电电源中两台并联功率逆变器输出电流：

本实施方式中，两台并联功率逆变器输出电流的计算公式如式(1)所示：

其中，为第一岸电电源功率逆变器的输出电流，为第二岸电电源功率逆变器的输出电流，Z₁＝R₁+jX₁为第一岸电电源功率逆变器的等效输出阻抗，R₁为第一岸电电源功率逆变器的电阻，X₁为第一岸电电源功率逆变器的电抗，Z₂＝R₂+jX₂为第二岸电电源功率逆变器的等效输出阻抗，R₂为第二岸电电源功率逆变器的电阻，X₂为第二岸电电源功率逆变器的电抗，为岸电电源中负载侧电压，U₀为为岸电电源中负载侧幅值，为第一岸电电源功率逆变器的输出电压，U₁为第一岸电电源功率逆变器的输出电压幅值，为第一岸电电源功率逆变器的输出电压相位，为第二岸电电源功率逆变器的输出电压，U₂为第二岸电电源功率逆变器的输出电压幅值，为第二岸电电源功率逆变器的输出电压相位。

由于对于同容量的功率逆变器可忽略制造引起的参数微小差异，则第一岸电电源功率逆变器的输出电压相位和第二岸电电源功率逆变器的输出电压相位接近0，取R₁＝R₂＝R_i，X₁＝X₂＝X_i，则得公式(2)：

步骤5.3.2：计算岸电电源中两台功率逆变器之间的环流：

本实施方式中，岸电电源中两台功率逆变器之间的环流如式(3)所示：

根据公式(2)可得如式(4)所示：

因此可得，(1)当岸电电源中两台功率逆变器输出电压只存在幅值差而不存在相位差时，则岸电电源中两台功率逆变器之间的环流的计算公式如式(5)所示：

(2)当岸电电源中两台功率逆变器输出电压只存在相位差而不存在幅值差时，则岸电电源中两台功率逆变器之间的环流的计算公式如式(6)所示：

步骤5.3.3：计算岸电电源中两台功率逆变器之间的因环流损失的视在功率为S_H、因环流损失的有功功率P_H和因环流损失的无功功率Q_H。

本实施方式中，岸电电源中两台功率逆变器之间的因环流损失的视在功率为S_H的计算公式如式(7)所示：

其中，S₁为第一岸电电源功率逆变器的视在功率，S₂为第二岸电电源功率逆变器的视在功率。

因此可得，(1)当岸电电源中两台功率逆变器输出电压只存在幅值差而不存在相位差时，则岸电电源中两台功率逆变器之间的因环流损失的视在功率为S_H如式(8)所示，因环流损失的有功功率P_H如式(9)所示，因环流损失的无功功率Q_H如式(10)所示：

其中，R₁＝R₂＝R_i，X₁＝X₂＝X_i；

(2)当岸电电源中两台功率逆变器输出电压只存在相位差而不存在幅值差时，则岸电电源中两台功率逆变器之间的因环流损失的视在功率为S_H如式(11)所示，因环流损失的有功功率P_H如式(12)所示，因环流损失的无功功率Q_H如式(13)所示：

(3)当岸电电源中两台功率逆变器输出电压既存在相位差又存在幅值差时，则岸电电源中两台功率逆变器之间因环流损失的有功功率P_H如式(14)所示和因环流损失的无功功率Q_H如式(15)所示：

其中，ΔU为岸电电源中两台功率逆变器的电压幅值差，为岸电电源中两台功率逆变器的电压相位差。

步骤5.3.4：根据步骤5.3.3得到的因环流损失的有功功率P_H和因环流损失的无功功率Q_H确定岸电电源中两台功率逆变器的电压幅值差和相位差ΔU。

本实施方式中，确定的岸电电源中两台功率逆变器的电压幅值差如式(16)所示，相位差ΔU如式(17)所示：

本实施方式中，因为功率逆变器输出阻抗中电阻R_i远小于感抗X_i，可式(16)和式(17)可简化为式(18)和式(19)所示：

步骤5.3.5：确定加入PI调节后的岸电电源中两台功率逆变器输出电压幅值调节量ΔU_i。

本实施方式中，加入PI调节后的岸电电源中两台功率逆变器输出电压幅值调节量ΔU_i如式(20)所示：

其中，K_p，K_I为PI调节参数，ΔU₁＝ΔU₂＝ΔU_i，ΔU₁为岸电电源第一台功率逆变器输出电压幅值调节量，ΔU₂为岸电电源第二台功率逆变器输出电压幅值调节量，Q_Hi为岸电电源第i台功率逆变器因环流损失的无功功率，i＝1、2，s为加入PI调节器后拉氏变换。

步骤5.4：通过DSP和FPGA调节功率逆变器的输出电压幅值调节量。

步骤5.5：通过DSP判断岸电电源与船电电源的频率差是否满足并车要求，若是，则执行步骤5.7，否则，执行步骤5.6。

本实施方式中，岸电电源与船电电源的频率差的并车要求为频率差保持在±10％以内。

步骤5.6：通过DSP判断船电电源的频率是否大于岸电电源的频率，若是，通过DSP和FPGA向船电系统的功率逆变器发送减速脉冲，返回步骤5.1，否则，通过DSP和FPGA向船电系统的功率逆变器发送加速脉冲，返回步骤5.1。

步骤5.7：通过DSP判断岸电电源与船电电源的电压差是否满足并车要求，若是，则执行步骤5.9，否则，执行步骤5.8。

本实施方式中，岸电电源与船电电源的电压差的并车要求为电压差保持在±10％以内。

步骤5.8：通过DSP判断船电电源的电压是否大于岸电电源的频率，若是，通过DSP和FPGA向船电系统的功率逆变器发送降压脉冲，返回步骤5.1，否则，通过DSP和FPGA向船电系统的功率逆变器发送升压脉冲，返回步骤5.1。

步骤5.9：通过DSP计算船电电源和岸电电源的合闸相角和合闸时间。

步骤5.10：由DSP和FPGA发送合闸信号至船电系统的功率逆变器和岸电系统的功率逆变器实现合闸操作。

步骤6：通过控制处理器显示采集的船舶岸电系统的各个用电设备的用电量信息、用电参数信息、用电设备运行状态和报警信息。

步骤7：通过数据存储模块存储船舶岸电系统的船侧输出电流、船侧输出电压、船侧输出频率、网侧输出电流、网侧输入电压、警报时间、故障时间。