多类型发电方式的船舶电站最佳经济模式复合控制系统的制作方法

本发明涉及船舶与海洋工程电站管理系统技术领域，具体为多类型发电方式的船舶电站最佳经济模式复合控制系统。

背景技术：

船舶电站是船舶能源的核心，必须保持供电全天候不间断连续运行，燃油消耗显著，而船舶电站节能减排技术局限于柴油机方面性能的提高，尤其在于追求燃烧技术的改善，忽视了热效率需要的额定负荷工况的前提，船舶电站管理系统缺少了基于多类型发电方式的船舶电站最佳经济模式复合控制功能，另一方面，船舶电站容量不是无限大的，大负载起停对船舶电站冲击很大，且船舶负载变动频繁，这些因素导致柴油机发电机组无法保持在最佳热效率工况，因此，本发明创造的多类型发电方式的船舶电站最佳经济模式复合控制系统填补了柴油发电机组(DG)、主机轴带发电机(SG)、废气透平发电机(TG)组成的船舶电站系统组成的船舶电站管理系统节能减排技术上的空白，具有很好的应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供多类型发电方式的船舶电站最佳经济模式复合控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：多类型发电方式的船舶电站最佳经济模式复合控制系统，包括废气透平发电机TG、主机轴带发电机SG和柴油发电机组DG，所述废气透平发电机TG的负荷率为0-90％，所述柴油发电机组DG的负荷率为30％-90％，所述主机轴带发电机SG的负荷率为0-90％。

本发明还提供了废气透平发电机TG、主机轴带发电机SG和柴油发电机组DG的最佳负荷分配法，具体包括以下步骤：

S1：航行期间，由废气透平发电机TG向船舶电网供电，当废气透平发电机TG供电不足时，即废气透平发电机TG的负荷率达到0.9时，启动主机轴带发电机SG投入电网并联运行，随着电网负荷的增加，废气透平发电机TG仍运行在0.9的负荷率下，电网上负荷的增加量由主机轴带发电机SG来承担；

S2：当废气透平发电机TG与主机轴带发电机SG并联供电仍发生不足时，即废气透平发电机TG、主机轴带发电机SG负荷率均达到0.9时，启动一台第一柴油发电机组DG1并入电网供电，第一柴油发电机组DG1并入电网后，立即承担30％最低负荷，此时主机轴带发电机SG的负荷率从0.9下降至0.6，随着电网负荷的增加，废气透平发电机TG仍保持0.9的负荷率，第一柴油发电机组DG1也保持0.3的负荷率，负荷的增加由主机轴带发电机SG来承担，直至主机轴带发电机SG的负荷率又达到0.9，之后主机轴带发电机SG保持在0.9的负荷率下运行，电网负荷的增加量由第一柴油发电机组DG1来承担；当废气透平发电机TG、主机轴带发电机SG、第一柴油发电机组DG1的负荷率均达到0.9时，启动第二柴油发电机组DG2并入电网供电，两台DG间仍采用比例负荷分配法。

优选的，所述柴油发电机组DG在30％额定负荷以下运行，会出现燃油雾化不良、燃烧效率低和油头容易积碳问题，所述柴油发电机组DG一旦并网运行，所述柴油发电机组DG加到30％的最小负荷。

优选的，所述主机轴带发电机SG也设有最小负荷限值，当废气透平发电机TG与主机轴带发电机SG并联运行中随着电网负荷减少，防止主机轴带发电机SG出现逆功率。

优选的，所述废气透平发电机TG、主机轴带发电机SG和柴油发电机组DG的额定功率均相等且均能输出100％额定功率。

优选的，所述主机轴带发电机SG作为电动机，主机轴带发电机SG通过配电盘吸收废气透平发电机TG电能向螺旋桨提供动力。只有当柴油发电机组DG有故障时，机轴带发电机SG才作为轴带发电机用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过废气透平发电机组TG、轴带发电机组SG及柴油发电机组DG并联运行时负荷分配采用最佳负荷分配法，充分利用柴油机的余热，控制成本，使得柴油机发电机组保持在最佳热效率工况，达到节能减排的目的，因此，本发明创造的多类型发电方式的船舶电站最佳经济模式复合控制系统具有重要经济意义和实用价值，填补了柴油发电机组、主机轴带发电机、废气透平发电机组成的船舶电站系统组成的船舶电站管理系统节能减排技术上的空白，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明TG、SG和DG的最佳负荷分配运行状态图；

图2为本发明TG和DG的最佳负荷分配运行状态图。

图中：TG：组废气透平发电机、SG：轴带发电机组、DG：柴油发电机组、PTG-R：TG额定输出(kW)、PTG-O：TG正常运行时最大输出(kW)、PTG-H：增备用机组功率点、PTG-L：TG最小负荷限值(kW)、PDG-L：DG最小负荷限值(kW)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：多类型发电方式的船舶电站最佳经济模式复合控制系统，包括废气透平发电机TG、主机轴带发电机SG和柴油发电机组DG，所述废气透平发电机TG的负荷率为0-90％，所述柴油发电机组DG的负荷率为30％-90％，所述主机轴带发电机SG的负荷率为0-90％。

本发明还提供了废气透平发电机TG、主机轴带发电机SG和柴油发电机组DG的最佳负荷分配法，具体包括以下步骤：

S1：航行期间，由废气透平发电机TG向船舶电网供电，当废气透平发电机TG供电不足时，即废气透平发电机TG的负荷率达到0.9时，启动主机轴带发电机SG投入电网并联运行，随着电网负荷的增加，废气透平发电机TG仍运行在0.9的负荷率下，电网上负荷的增加量由主机轴带发电机SG来承担；

S2：当废气透平发电机TG与主机轴带发电机SG并联供电仍发生不足时，即废气透平发电机TG、主机轴带发电机SG负荷率均达到0.9时，启动一台第一柴油发电机组DG1并入电网供电，第一柴油发电机组DG1并入电网后，立即承担30％最低负荷，此时主机轴带发电机SG的负荷率从0.9下降至0.6，随着电网负荷的增加，废气透平发电机TG仍保持0.9的负荷率，第一柴油发电机组DG1也保持0.3的负荷率，负荷的增加由主机轴带发电机SG来承担，直至主机轴带发电机SG的负荷率又达到0.9，之后主机轴带发电机SG保持在0.9的负荷率下运行，电网负荷的增加量由第一柴油发电机组DG1来承担；当废气透平发电机TG、主机轴带发电机SG、第一柴油发电机组DG1的负荷率均达到0.9时，启动第二柴油发电机组DG2并入电网供电，两台DG间仍采用比例负荷分配法。

优选的，所述柴油发电机组DG在30％额定负荷以下运行，会出现燃油雾化不良、燃烧效率低和油头容易积碳问题，所述柴油发电机组DG一旦并网运行，所述柴油发电机组DG加到30％的最小负荷。

优选的，所述主机轴带发电机SG也设有最小负荷限值，当废气透平发电机TG与主机轴带发电机SG并联运行中随着电网负荷减少，防止主机轴带发电机SG出现逆功率。

优选的，所述废气透平发电机TG、主机轴带发电机SG和柴油发电机组DG的额定功率均相等且均能输出100％额定功率。

优选的，所述主机轴带发电机SG作为电动机，主机轴带发电机SG通过配电盘吸收废气透平发电机TG电能向螺旋桨提供动力。只有当柴油发电机组DG有故障时，机轴带发电机SG才作为轴带发电机用。

实施例2：

请参阅图2，本发明提供一种技术方案：多类型发电方式的船舶电站最佳经济模式复合控制系统，包括废气透平发电机TG和柴油发电机组DG，所述废气透平发电机TG的负荷率为0-90％，所述柴油发电机组DG的负荷率为30％-90％。

本发明还提供了废气透平发电机TG和柴油发电机组DG的最佳负荷分配法，具体包括以下步骤：

总负荷PL是网上运行机组承担功率总量，运行状态如图2所示。

负荷段A：TG单独运行，随着系统总负荷增加，TG负荷亦增加。当TG负荷增至PTG-H，且保持至给定时间(由定时器设定延时时间)后，自动起动备用DG，DG自动同步、并入电网与TG一起并联运行。

负荷段B：DG承担最小负荷PDG-L，网上其余负荷由TG承担。

负荷段C：当TG负荷增至PTG-O时，随着电网负荷PL进一步增加，DG最小负荷限值被取消，TG承担的负荷保持在PTG-O上，网上其余负荷由DG承担。

负荷段D：随着电网总负荷PL的下降，DG负荷跟着下降，TG保持在最佳负荷PTG-O上；当DG的负荷下降至最小负荷限值PDG-L时，TG的最佳负荷分配控制被取消，此后DG的输出保持在最小负荷限值PDG-L上，电网其余功率由TG承担，即随着电网负荷PL的下降，TG负荷随着下降。

负荷段E：如TG的负荷减小到它的最小负荷限值PTG-L时，若电网负荷PL进一步减少，则DG的最小负荷限值被取消，此后TG保持输出在最小负荷限值PTG-L上，而DG承担电网其余的负荷，防止TG发生逆功率。

负荷段F：如DG承担的负荷的百分比率与TG的最小负荷限值PTG-L相等时，若电网负荷PL进一步减少，TG的最小负荷限值被取消，此后TG与DG均按比例负荷分配控制，防止DG发生逆功率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。