专利名称：船舶混合电力供应系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求书⑴和(2)所述的船舶混合电力供应系统。
背景技术：
目前绝大多数船舶发电机组都是由基于消耗燃料的原动机(11，21，31，41)来驱动发电机(12，22，32，42)以获得电力供应的。目前船上都会有配置至少一台辅助燃料发电机组(10)和一台应急发电机组 (40)，辅助燃料发电机组通过开关(13)向船舶主配电系统(8)供电，应急发电机组通过开关G3)向应急配电系统(7)供电。正常情况下应急发电机不运行，主配电系统⑶通过开关(9)向应急配电系统(7)供电。船上的一系列的用电负荷(6)由主配电系统供电。当主配电系统故障失电时，应急发电机运行，向应急配电系统供电，以满足船上的重要的负荷 (5)的电力供应。有部分船舶上的消耗燃料的原动机在驱动船上推进器04)的同时，还通过驱动装置驱动至少一台发电机(22)，通常的该驱动装置为齿轮箱，该发电机称为轴带发电机。轴带发电机通常向主配电系统(8)供电。在这种情况下，为了保证发电机02)发出的电能频率恒定，要求原动机的运行转速要恒定。在原动机的转速恒定的情况下，为了满足船舶在不同航行工况下需要不同的驱动力，需要将驱动器04)做成螺距可调的变距螺旋桨系统。还有的船舶上原动机(31)直接驱动推进器(34)和轴带发电机(32)时，由于船舶在不同航行工况下需要不同的驱动力，原动机(31)的转速需要在一定范围内调整，在这种情况下发电机0 发出的电能频率是不恒定的。变流控制单元(36)将这种不稳定的电能转变成恒定频率的电能，达到满足船舶电网的要求，然后通过开关(35)向船舶主配电系统供电。在船舶靠码头装卸货或者维修时，可以将船上的所有燃料发电机组停止运行，而船舶的电力供应通过岸电系统(60)由陆地上电网提供。辅助燃料发电机组，应急发电机组和轴带发电机组都是以消耗燃料的原动机作为原动力。燃料的大量消耗不仅造成了环境的污染，而且由于燃料价格的高涨，船舶的运营成本也高居不下。
发明内容
本发明为了达到降低船舶燃料的消耗，同时减少环境污染的目的，将成熟的风力发电机组(50)引入到船舶电力供应系统，形成一种船舶混合电力供应系统。本发明的技术方案是将风力发电机与船舶目前存在的风力发电机并网运行。本发明的有益效果是，降低船舶用于发电用的燃料的消耗，以便减少环境污染并且降低船舶运营成本。
下面借助附图所示的本发明的船舶混合供电系统的实施方式，对本发明做进一步说明，其中图1为传统的已知船舶电力供应系统图2为本发明的第一种实施方式图3为本发明的第二种实施方式图4为本发明的第三种实施方式图5为控制变流单元06)的简图。本发明的具体实施方案是图2是本发明的第一种实施方式，本发明的这种船舶混合电力供应系统的特征在于，在图一所示由燃料机发电机组(10，20，30，40)组成的船舶电力供应系统中加入由风力驱动的发电机组(50)，且使两种不同方式驱动的发电机组同时向船舶电网供电，实现并网运行。风力发电机组的控制变流单元(5 控制风力发电机组的运行，实现捕捉最大风能， 安全保护等功能，并将风力发电机组发出的不稳定的电能通过变流使其变成频率和电压都恒定稳定电能，达到与燃料原动机驱动发电机组并网的要求后，然后通过开关(55)向主配电系统(8)供电，或者通过开关(56)向船舶应急配电系统供电。当设计成风力发电机组(50)通过开关(56)向船舶应急配电系统供电时，在这种方式下，在船舶主配电系统(8)故障而无法通过开关(9)向应急配电系统(7)供电时，风力发电机组(50)依然可以使用，通过开关(56)向船舶应急配电部分(7)供电，这样情况下在降低船舶燃料使用的同时，还可以提高船舶的供电安全系数。当船舶靠码头装卸货或者到船坞修船时，为了减轻当地污染或者由于技术问题， 船舶上燃料发电机组停止运行，船上的电力供应靠陆地上电网通过岸电系统(60)提供。在这种情况下风力发电机组(50)可以与岸电系统并网运行向船舶电网供电，以便减少岸电消耗，节约成本。如图3所示的本发明的第二种实施方式，至少两台风力发电机组共用一个控制变流单元(54)，并且变流单元可以通过控制开关(55)向主配电系统(8)供电，或者通过开关 (56)向船舶应急配电系统供电，这样可以节省至少一个变流单元(53)的初置成本。如图4所示的本发明的第三种实施方式，在船舶上安装有带有变流控制单元(36) 的轴带发电机组(30)的情况下，也可以将变流控制单元的变流部分和至少一台风力发电机组共用，将由燃料原动机驱动发电机组(30)和风力发电机组(50)产生的电能共用变流单元(36)，然后通过开关(35)向船舶电网供电。在电网⑶故障的时候可以通过开关(37) 向应急配电系统⑵供应。图5所示的是风力发电机组风能捕捉装置的简单原理图。风能捕捉装置(70)由至少3片具有翼型形状的叶片通过机构(73)连接到垂直轴 (72)上，垂直轴m驱动发电机(7 运转，产生电能。另外一种风能捕捉装置(80)由至少1片具有翼型形状的叶片的一端连接到水平轴(8 上，水平轴(8 驱动发电机(8 运作，产生电能。本发明中涉及到的风能捕捉装置包括但不局限于以上两种装置。综上所述，由于本发明使用了风能这一清洁且持续的能源作为一种船舶电力供应，降低的船舶燃料的消耗，在保护环境的同时为船舶运行者创造了一定的经济效益。
权利要求
1.一种船舶用混合供电系统，包括至少一个燃烧燃料的原动机驱动的发电机组(10， 20,30,40)和至少一个由风力驱动的发电机组(50)向船舶电网供电。其特征在于船舶电网的电源中至少有一台风力发电机组(50)。
2.一种船舶用混合供电系统，包括至少由一个燃烧燃料的原动机驱动的发电机组 (10,20,30,40)和至少一个风力驱动的发电机组(50)。燃料发电机组直接和船舶电网(7， 8和9组成)相联，向船舶电网供电，一台或多台风力发电机组通过控制变流单元(36，53， 54)向船舶电网供电。其特征在于至少一台风力发电机组通过变流单元(36，53，54)向船舶电网供电。
3.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的混合供电系统，其特征在于至少一个风力驱动的发电机组(50)可以向船舶电网的主配电系统(8)供电，也可以向船舶电网的应急配电系统(7)供电。
4.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的混合供电系统，其特征在于至少一个风力驱动的发电机组(50)，各个风力发电机组可以通过各自的变流单元(5 向船舶电网供电，也可以共用共同的变流单元06巧4)向船舶电网供电。
5.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的混合供电系统，其特征在于至少一个风力驱动的发电机组(50)，风力发电机组可以与船上的燃料变频发电机组00)共用共同的变流单元06)向船舶电网供电。
6.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的混合供电系统，其特征在于风力驱动的发电机组(50)可以和岸电系统(60)并网向船舶电网供电。
7.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的混合供电系统，其特征在于风力发电机组包括一个风能捕捉装置(51)和由该装置驱动的发电机组(52)。
8.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的混合供电系统，其特征在于风力发电机组的风能捕捉装置可以是垂直轴机构(70)，也可以是水平轴结构(80)。
9.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的混合供电系统，其特征在于燃料发电机组(10，20，30，40)包括一台由燃烧燃料的原动机(11，21，31，41)和该由该原动机驱动的发电机(12，22，32，42)。
全文摘要
目前的船舶绝大多数都是以石油为原料提炼出的燃料作为动力来源，依靠燃烧燃料获得动力的原动机驱动发电机运行，产生电能并向船舶电网供电。但近年来石油价格飞涨，导致了船舶的营运成本上涨，同时由于大量的消耗燃料，海洋环境污染也日益严重。本发明产品将风力发电系统(50)和目前船舶上广泛应用的燃料发电系统并联运行，形成了一种船舶混合电力供应系统，降低了船舶燃料的消耗，同时减轻的环境污染。
文档编号H02J3/38GK102487200SQ20091020828
公开日2012年6月6日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者徐圣 申请人:徐圣