GD009-2024 船舶应用混合动力系统指南.pdf

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含能量型超级电容器)的铭牌应标注其化学类型。,应在船上备有储能装置的紧急操作说明,紧急操作说明应至少包括发生储能装置外部火灾和储能装置内部发生放热连锁反应等故障时的处理程序。(包括检查)和功能测试说明,应载明专业人员(一般是蓄电池制造商或其授权人员)如何对系统和部件进行测试,测试的周期,以及其他详细说明。应制定维护周期记录表并保持更新,维护/检查后应留有记录。:(1)测试蓄电池SOH(如适用);(2)对涉及储能装置控制、报警和安全的全部设备和系统进行测试;(3)测试的实际结果及验收标准;4:..2024(4)故障识别和修理。,说明中应包括以下内容:(1)泄漏可能产生的物质(有毒物质、易燃物质、腐蚀性物质等);(2)可能产生的气体(有毒气体、易燃气体、腐蚀性气体等);(3)火灾/爆炸危险性;(4)电击危险性;(5)浸水危险性;(6)推荐的灭火方式;(7)减轻风险的安全预防措施。,储能装置模块的外壳应是不燃材料。(含变流器)应通过可以提供短路和过流保护的保护电器连接到配电系统。保护电器应按照可靠性、选择性、灵敏性和速动性的原则选取,且与电流方向无关。保护电器动作后应锁定故障,由人工复位后方能再次投入配电系统。(含变流器)接入配电系统处的电能质量应满足相关规范对电能质量的有关要求。,应采取相应措施,防止蓄电池簇之间因并联运行出现足以威胁储能装置安全性的环流,并说明该措施在船舶营运过程中实际出现的各种充放电倍率下的有效性。。(含变流器)和电网的设备应有醒目标识。标识应标明“警告”、“双电源”等提示性文字和符号。,不应设置越控。-,S《钢质海船入级规范》第4篇第3章“电力半导体变换器”的适用要求。,包括DC/AC、AC/DC、DC/DC和AC/AC四种类型,可以是受控整流的方式(如AFE类型),也可以是不控整流的方式(如DSU类型)。,应评估电压上升率(dv/dt),PWM变流器所连接的设备,如推进电机、浪涌保护器和变频电缆等应能耐受此电压上升率而不致损坏。,控制线应与动力电缆分开布置。、接地故障(可考虑与配电系统绝缘电阻监测一并进行)、过欠压、缺相(如适用)、IGBT过流、IGBT过温等保护功能。,应能在最大和最小负载的工况下实现稳定的负荷分配,还应考虑合理的过载工况。当任意在网变流器故障停止工作,其余在网运行的变流器不应受到影响,系统应保持供电连续性。,应具有合适的内部保护措施,使得变流器不会出现永久性的损害。,以防止操作/维护人员在电压降至安全电压之前接近电容器。可采用如变流器的柜门上设置与电容器电压联锁的闭锁装置。如不易设置联锁装置,则应设置电容电压监测装置,指示电容电压值,并具有电击提示标识。,变流器应设置预充电回路,在直流环节电压非常低时,应对初始充电电流进行限制。5:..,并与控制、监测和报警系统相互独立。,且互为冗余;变流器应能够实现两路电源不间断切换,并在任意控制电源故障时发出报警。(如推进电动机全速倒车产生的能量),避免变流器由于泵升电压过高导致损害,或能提交证明文件,表明电动机制动能量的回收不会导致变流器直流环节电压泵升至有害程度。在推进电动机正常电动状态运行时,泵升电压抑制电路不应启动。泵升电压抑制电路动作结束时,不应使直流母排电压降得过低,避免引起系统不稳定。,当发生过载和短路故障时,应能提供足够保护电器动作所需的电流,直至保护电器动作。,两种模式均应能稳定运行,模式之间的切换过程应保证供电连续性的同时满足相应电能质量要求。,应具备就地(电动机旁能实现操作电动机全部必要功能时,可免设)和遥控操作功能,且能在不依赖遥控系统的条件下,就地控制能够实现相关基本的控制、监测和安全功能。。,内部各发热元器件及各部位的温升不应超过制造商的规定。。显示信息字符清晰、完整,且不依靠环境光源可辨识;显示输出内容应包含充电电压、充电电流、充电功率;在手动设定过程中应显示人工输入信息;在出现故障时应有相应的提示信息。,同时形成故障情况信息记录。、启动和停机应在PMS/EMS控制下执行,并向PMS/EMS反馈相应状态信息。,充电装置应完成辅助/控制电源上电、充电前检测及与BMS/CMS系统的通讯验证,并在BMS/CMS限定的条件下运行。。,充电装置和BMS/CMS应能监测电压、电流和温度等参数,并由BMS/CMS管理整个充电过程。BMS/CMS向充电装置实时发送储能装置充电需求参数,充电装置根据电池充电需求参数实时调整充电电压和充电电流。充电装置应在不超过1s内将充电电压和充电电流调整到与BMS/CMS发送的电池充电需求命令值相一致,以保证充电过程正常进行。BMS/CMS根据充电过程是否正常、电池状态是否达到BMS/CMS自身设定的充电结束条件、是否收到PMS/EMS中止充电信号来判断是否结束充电。充电装置根据是否收到PMS/EMS中止充电信号、充电过程是否正常、是否达到人为设定充电设定值、是否收到BMS/CMS中止充电信号来判断是否结束充电。(如与BMS/CMS通讯失败、与PMS/EMS通讯失败等)时,充电装置应发出报警并立即自动停止充电,并断开相应断路器连接,但辅助和控制电路可以保持通电。(过高或过低)时,发出报警并停止充电。,充电线路发生短路或过流时,保护装置应能迅速将其断开而不会导致设备损坏。,当充电线路断线时,保护装置应能快速识别断线情况并将其断开,保护过程中不应产生过电压危害设备安全。,当直流输出电压超过限压整定值时,应能立即进入恒6:..2024压充电状态,自动限制其输出电压的增加;在恒压状态下运行时,当直流输出电流超过限流整定值时,应能立即进入限流充电状态,自动限制其输出电流的增加。,应发出报警并立即停止充电。,各模块应能按比例均分负载,当各模块平均输出电流为50%~100%的额定电流值时,其均流不平衡度不应超过±5%。,冲击电流不应超过充电装置短时耐受能力。,其充电时间应由容量最高的单体电池/电容器决定,放电时间应由容量最低的单体电池/电容器决定。必要时应配置均衡电路来实现串联成组的各单体电池/电容器之间的电压平衡。。,恒压充电模式下输出电压误差不应超过设定值±%。±1%。,防止共模电压对电池造成损害。,BMS/CMS应至少向PMS/EMS发送充电统计数据,包括但不限于电池组SOC、单体最高电压和最低电压等。,充电装置还应符合下列规定:(1)无线充电装置应具备对位检测功能,在原副边对中偏差值符合技术文件规定值时,才可进行充电操作;(2)当无线充电装置感应到任何可充电物时,应在充电控制位置发出指示信号;(3)无线充电装置在充电准备阶段,原副边设备应自动进行兼容性验证,包括但不限于:①传输功率等级;②工作频率;③线圈类型;④谐振补偿拓扑;⑤工作气隙。(4)无线充电装置应具备异物检测功能,能够识别传能路径内影响无线电能传输的异物,当检测到异物时应发出报警,并停止充电;(5)无线充电装置应能防止原副边之间的异物因充电过程导致其表面温度过高,成为具有接触危险的物体;(6)无线充电装置应能适应充电过程中船舶产生的倾斜或摇摆,在规定的倾斜和摇摆情况下可正常工作,当船舶的倾斜及摇摆超出其允许范围,无线充电装置应安全停止工作。(7)停止充电后,无线充电装置谐振补偿电容器应有放电通路,避免人员可触及的导电部分持续带电;(8)无线充电装置应具备电磁兼容性,不应干扰其它设备的正常运行。。:(1)信号/控制触头与带电功率触头;(2)接地触头和带电触头;(3)相线触头和中性线触头(如适用)。,插头与插座只能以唯一的方式进行连接,以保证连接的正确性,连接装置未可靠连接应无法合闸。。保护接地触头应可以直接且可靠地连接到保7:..2024护地端子上。,确保在充电期间的可靠连接。:(1)连接时:接地触头—主回路相线/中性线/两极触头—控制触头;(2)断开时:控制触头—主回路相线/中性线/两极触头—接地触头。,充电连接装置电击防护应符合如下要求:(1)外露导电部分不应带电;(2)危险带电部分应避免被触及。,当与岸电装置连接时,不用工具就能打开的部分被打开后,其中危险带电部分不应被触及到。。,均应能经受正常使用时出现的机械应力。。,当处于连接状态时,应禁止船舶推进系统误动作。,如闭锁装置,防止充电过程中电缆被拔出。。。,推进控制系统、功率/能量管理系统(PMS/EMS)-。除另有规定外,上述系统可以是一个装置,也可以是多个装置的组合。,应在达到危险级别前进行报警。、功率/能量管理系统(PMS/EMS)和全船监测报警系统应由两路电源供电,其中,一路为主电源供电,一路为蓄电池电源或不间断电源UPS(后备式UPS除外)供电。当主电源失效时,应能自动转换为蓄电池或UPS电源供电,并能在就地和驾驶室进行报警显示。电源切换时不影响系统正常工作。蓄电池电源的供电时间应不低于30min。当船舶仅以蓄电池作主电源时,上述系统应由主汇流排不同分段两路进行供电。(1)除满足相关规范的有关要求外,下列信息应进行监测并在驾驶室或有人值班的位置显示:①混合动力系统的工作模式;②混合动力系统的总推进功率(可采用间接估算方式获得);③混合动力系统各推进装置的实际功率(可采用间接估算方式获得);④电源装置运行状态(起动/停止);⑤电源装置当前功率流向及大小;⑥电源装置的负荷率/可用功率;⑦电源装置变流器的运行状态(恒压、恒流、恒功率或可变电压等);⑧电源装置变流器的运行模式(孤岛运行或并网运行);⑨储能装置的荷电状态;⑩离合器的接合状态;?齿轮箱的接合状态;?舵桨系统运行状态;?轴带(发)电机的使用状态(运行就绪;直流预充电就绪;励磁就绪;变流器就绪;并联8:..2024就绪;并联带载工作;独立带载工作等);?冷却系统的使用状态;?控制电源的使用状态(正常或失电);?控制、报警与安全系统的使用状态。(2)除满足相关规范的有关要求外,下列信号应在驾驶室或有人值班的位置进行报警:①混合动力系统工作模式异常(如切换失败);②混合动力系统的总推进功率自动大幅降低时(如功率限制、驱动系统或动力源部件高温);③电源装置故障或可用功率不足;④并网运行的电源装置功率分配异常;⑤储能装置内部故障((3));⑥储能装置的荷电状态低于设定值((13));⑦离合器接合失败;⑧离合器接合时间过长;⑨舵桨系统交/直流失电;⑩主轴转速低(轴带(发)电机不能满功率供电);?主轴转速过低(转速低于轴带(发)电机工作转速);?辅助电源失电;?控制、报警与安全系统自身故障;?触发紧停动作。