一种船舶岸基变频供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于船舶岸基供电领域，特别是涉及一种船舶岸基变频供电系统。
【背景技术】
[0002]船舶在港口停靠期间，船上部分设备不能停机，需要为此部分设备提供不间断的电力供应。此时的电力供应主要依靠船舶自带的柴油发电机，燃料油燃烧后的排放物已成为影响影响港口空气质量的重要因素，同时柴油发电机运行也对港口形成了噪声污染。减少船舶靠港期间的污染物排放，对于港口的节能减排和环境改善具有重要意义。采用岸基电源为靠港船舶供电、靠岸期间停止船舶自带柴油发电机的运行，可有效实现港口的节能减排和环境改善目标。
[0003]目前，船舶岸基供电系统主要有高压上船和低压上船两种;对于大中型船舶负荷较大，采用高压上船，对应供电电制为6.6KV/60HZ和6KV/50H;而对于小型船舶负荷较小，采用低压上船，对应供电电制为440V/60HZ和380KV/50HZ。
[0004]在同一港口往往设有众多大小不同泊位，且各个泊位供电需求并不相同。在现有船舶岸基供电技术和方案中，高压上船和低压上船均采用“点对点”的岸基供电方式，为每个泊位设置一套变频电源系统，且变频电源的输出电压等级和最大容量均为固定配置，成本高昂，设备利用率较低；因此，提高岸基供电设备利用率具有现实意义。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术和方案中的不足，本发明提出了一种船舶岸基变频供电系统，可根据港口的实际需要，为不同泊位配置适当的岸基供电电源，提高岸基供电设备的利用率。
[0006]本发明的具体实现方案如下:
[0007]—种船舶岸基变频供电系统，该系统由主监控系统、岸基电源子系统、接电箱子系统、电缆卷筒子系统、船舶电源子系统组成，其特征在于:
[0008]岸基电源子系统、接电箱子系统、电缆卷筒子系统、船舶电源子系统的电气一次部分依次连接，所述岸基电源子系统的电源输入引自港口中心变电站电源，岸基电源子系统根据泊位中船舶电制要求，产生多种不同电制输出，为多个泊位配置岸基供电回路；
[0009]所述接电箱子系统包括从岸基电源子系统不同电制输出端引出的多路高压和/或低压接电箱；
[0010]所述电缆卷筒子系统包括多组高压和/或低压电缆卷筒，所述船舶电源子系统为各泊位中的船舶高压和/或低压配电系统，所述高压和/或低压电缆卷筒分别设置在所述多路高压和/或低压接电箱和各船舶高压和/或低压配电系统之间；
[0011]主监控系统与岸基电源子系统、接电箱子系统中各接线箱、港口中心变电站之间设有独立通讯通道；电缆卷筒子系统、船舶电源子系统设有各自独立的通讯总线与主监控系统连接;主监控系统控制器获取各子系统的运行参数信息，并向各子系统下达控制命令，协调控制各子系统，实现输出电制切换、并网模式切换、负荷转移、保护、计量功能。
[0012]本发明还进一步包括以下优选方案:
[0013]主监控系统、各子系统均设有独立控制器。
[0014]接电箱子系统中的各接线箱与电缆卷筒子系统中的对应电缆卷筒之间设有独立通讯通道，电缆卷筒子系统中各电缆卷筒与船舶电源子系统中对应船舶配电系统之间设有独立通讯通道。
[0015]所述主监控系统设有主监控系统控制器、数据交换机;主监控系统控制器为岸基电源子系统和接电箱子系统之间的独立通讯通道设有独立接口；数据交换机连接主监控系统控制器、电缆卷筒子系统控制器、船舶电源子系统控制器、计费工作站、安防工作站、视频监控工作站、数据服务器。
[0016]船舶电源子系统的靠岸并网模式包括岸侧操作靠岸并网模式和船侧操作靠岸并网模式；
[0017]岸侧操作靠岸并网模式下，并网、负荷转移操作由岸基电源子系统主导、其他子系统配合完成;船侧操作靠岸并网模式下，并网、负荷转移操作由船舶电源子系统主导、其他子系统配合完成。
[0018]在岸侧操作靠岸并网模式下，并网点为岸基电源子系统输出开关;并网前，将船舶电源子系统接入开关、船舶电源子系统与岸基电源子系统之间的电气一次开关闭合，岸基电源子系统检测到船舶电源参数后，调整变频电源子系统的输出参数与船舶电源一致、实现并网点两端的并网同期，闭合岸基电源子系统输出开关，完成并网；并网之后，岸基电源子系统与船舶电源子系统相互配合，完成负荷转移操作，再断开船舶电源子系统输出开关，切除船舶电源。
[0019]在船侧操作靠岸并网模式下，并网点为船舶电源子系统接入开关;并网前，将岸基电源子系统输出开关、岸基电源子系统与船舶电源子系统之间的电气一次开关闭合，船舶电源子系统检测到岸基电源参数后，经通讯通道调整岸基电源子系统的输出参数与船舶电源一致、实现并网点两端的并网同期，闭合船舶电源子系统接入开关，完成并网；并网之后，岸基电源子系统与船舶电源子系统相互配合，完成负荷转移操作，再断开船舶电源子系统输出开关，切除船舶电源。
[0020]船舶电源子系统的离岸并网模式下，并网、负荷转移操作由船舶电源子系统主导、其他子系统配合完成。
[0021]在离岸并网模式，并网点为船舶电源子系统的输出开关;船舶电源子系统检测到岸基电源参数后，调整船舶电源的输出参数与岸基电源一致、实现并网点两端的并网同期，闭合船舶电源子系统的输出开关，完成并网;并网之后，岸基电源子系统与船舶电源子系统相互配合，完成负荷转移操作，再断开岸基电源子系统输出开关和船舶电源子系统接入开关，切除岸基电源。
[0022]岸基电源子系统由变频电源控制器和变频电源主电路组成;变频电源控制器采用分层逻辑架构，分为三层，分别为主控制单元层、功能控制单元层和基本控制单元层;主控制单元层与主监控系统通信，实现对变频电源的统一控制；功能控制单元层实现变频电源主回路中开关器件的分合逻辑处理，实现变频电源主回路中功率模块的控制规则预设、驱动及保护逻辑判别、汇总及处理采样通道的数据;所述基本控制单元层实现驱动变频电源主电路中开关器件的电动操作机构，将分解后的控制信号依次分发给变频电源主回路中各功率模块，实现功率模块之间的协调控制，对各采样单元上传的数据进行数制转换和处理。[0023 ]所述变频电源主电路为高压输出时的每相设置一个功率模块组，每个功率模块组含有若干功率模块，各功率模块分别从对应的移向变压器二次绕组获得输入，各功率模块输出分别与对应的尚低压切换开关组中的一个开关连接，开关设有常开和常闭互锁触点，通过控制开关常开常闭切换实现一路高压输出或多路低压输出，高压输出时为每个功率模块组中的功率模块依次串联输出三相中的一相，低压输出时为各功率模块独立三相输出；多路低压输出时，通过控制低压输出功率切换开关组中的开关，实现多路功率模块输出输出并联，功率大小可以灵活配置。
[0024]岸基电源子系统的控制策略中预置的电气一次线路电抗和阻抗压降模型;根据在变频电源出口实时检测到的电压和电流，计算电气一次线路压降，实时调整输出进行压降补偿，保证电缆卷筒子系统与船舶电源子系统连接处的输出电压满足负荷要求。
[0025]每个高压或低压接电箱子系统设有接电箱控制器、仪表、断路器、相序切换装置、数据采集器件、计费结算单元，就地实现欠压保护、过载保护、短路保护、计费结算以及相序的就地指示和切换功能。
[0026]所述电缆卷筒子系统实现对电缆的张力、输出长度、速度以及电机运行进行闭环控制。
[0027]本发明具有以下有益的技术效果:本发明提出一种船舶岸基变频供电系统，可输出不同电制、配置多个泊位的岸基供电回路;该系统可提供一路高压三相正弦波电源输出，也可提供多路低压三相正弦波电源输出，且多路输出模式时，各路输出功率大小可灵活配置，并实现下述功能:
[0028](I)系统功能完善。主监控系统可实现操作模式切换、输出电制切换、并网模式切换、负荷转移、保护功能、计量功能、人机交互等功能。主监控系统控制器通过各子系统及设备控制器获取各子系统及设备的运行参数信息、下达控