船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109904868A(43)申请公布日2019.06.18(21)申请号201910357560.5(22)申请日2019.04.29(71)申请人大连海事大学地址116026辽宁省大连市高新园区凌海路1号(72)发明人李文华岳英杰张存有孙玉清张金男张君彦周性坤刘程刘雄雁敖键(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人王志强李洪福(51)Int.Cl.H02J3/30(2006.01)H02J3/38(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置及其使用方法(57)摘要本发明提供了一种船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置及其使用方法，包括：为船舶提供电力的发电机组、主配电板、用电设备、飞轮储能系统和能量管理系统，主配电板接收发电机组或飞轮储能系统提供的电力，用电设备接收主配电板分配的电力；飞轮储能系统包括电力变换器和飞轮储能装置，电力变换器连接至所述主配电板，且用于接收所述主配电板分配的电力或反馈电力至所述主配电板。本发明所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置及其使用方法，将飞轮储能技术应用于船舶电力系统中，通过能量管理系统协调船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作，使发电柴油机可持续工作于高效区，降低油耗，减少磨损，增加了船舶的经济性。CN109904868ACN109904868A权利要求书1/2页1.一种船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置，其特征在于，包括：发电机组，包括发电柴油机和发电机，所述发电柴油机工作驱动所述发电机发电，且将电力输送至配电设备；主配电板，作为配电设备，接收发电机组或飞轮储能系统提供的电力，且输送分配至用电设备；用电设备，接收主配电板分配的电力，且用于驱动用电设备工作；飞轮储能系统，包括电力变换器和飞轮储能装置，所述电力变换器连接至所述主配电板，且用于接收所述主配电板分配的电力或反馈电力至所述主配电板，所述飞轮储能装置包括飞轮、电机和密封壳体，所述飞轮和电机设于所述密封壳体内，且所述电机用于驱动所述飞轮旋转蓄能或在飞轮的惯性旋转驱动下带动所述电机发电；当船舶电力系统的用电负荷减小至指定值，所述主配电板将电力分配至所述飞轮储能系统，其电力变换器将接收的电力传输至飞轮储能装置，驱动电机旋转，进而带动飞轮旋转蓄能；当船舶电力系统的用电负荷增大至指定值，所述飞轮惯性旋转带动所述电机发电，且将电力通过电力变换器传输至主配电板。2.根据权利要求1所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置，其特征在于，所述的发电机组设有多组发电设备，每组发电设备包括一个发电柴油机和一个发电机。3.根据权利要求2所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置，其特征在于，所述的发电机组设有三组发电设备，每组发电设备分别同所述主配电板连接。4.根据权利要求1所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置，其特征在于，所述飞轮为高强度复合材料制成的高速飞轮。5.根据权利要求1所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置，其特征在于，所述电机为电动/发电互逆式电机。6.根据权利要求1所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置，其特征在于，所述飞轮储能系统还设有监测飞轮转速的监控仪表。7.根据权利要求1所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置，其特征在于，所述用电设备包括锚机、起货机、舵机、绞缆机、压缩机、泵以及生活用电设备。8.一种上述权利要求1所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：当船舶上的能量管理系统检测到用电负荷减小后，飞轮储能系统工作于充电模式，主配电板向电力变换器配电，电机以电动机方式运行，飞轮在电机带动下加速旋转，将电能储存为飞轮旋转的动能，此时，飞轮储能系统充当一个用电负载设备，补偿用电负荷的减小，使发电柴油机维持工作于高效区；当船舶上的能量管理系统检测到用电负荷增大时，飞轮储能系统工作于放电模式，电机以发电机方式运行，飞轮依靠惯性拖动电机发电，经过电力变换器后反馈给主配电板，向用电设备供电，使发电柴油机负荷保持恒定。9.根据权利要求8所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置的使用方法，其特征在于，2CN109904868A权利要求书2/2页当船舶在港口时，如果不接岸电，采用发电柴油机间歇、高负荷的为飞轮储能系统充电，再由飞轮储能系统持续为船舶用电设备供电。10.根据权利要求8所述的船舶发电柴油机与飞轮储能系统联合工作装置的使用方法，其特征在于，当发电柴油机故障，飞轮储能系统充当过渡能源为一些重要设备供电，等待备用发电机组启动、并网。3CN109904868A说明书1/6页船舶发电柴油机