一种船舶主动力辅动力切换自动控制系统的制作方法

本发明涉及船舶动力切换系统，具体为一种船舶主动力辅动力切换自动控制系统。

背景技术：

1、船舶主动力是指柴油发动机等给船舶提供主要能源的能源系统，辅动力是指风能和太阳能等对能源进行补充的能源系统，辅动力可以在主动力供能不稳定的时候对电能进行补充，降低船舶因能源不稳定出现故障的概率。

2、现有的船舶动力切换系统存在的缺陷是：

3、1、专利文件jp2012153342a公开了控制船舶动力和船舶动力控制系统的方法，公开了一种控制能够降低电力需求超过由发电机产生的功率的可能性的船舶的能力的方法，即使当向推进器装置供电时，还有船舶动力控制系统，该系统无法在动力电池电量低时自动补充电量，无法在动力电池电量高时自动对负载供电降低电量，进而使得主动力和辅动力产生的电量无法对满电量的电池进行供电，造成多余电量的浪费，因此需要一种对动力电池进行充放电控制保证动力电池内部电量温度且可以储存多余电量的船舶主动力辅动力切换自动控制系统来解决该问题。

4、2、专利文件jp2012153341a公开了船舶动力监测系统，船舶动力控制系统和常规船舶运输功率监测方法，该专利公开了提供可以降低船舶燃料消耗并识别船舶运行状况与电力供应和功率消耗之间的关系的船舶动力监测系统，该系统没有设置风力发电系统，进而也无法对风力发电的稳定性进行分析，无法根据风力发电的稳定性来对不同的设备进行供电，发电不稳定容易造成对动力负载的供电不稳定，影响动力负载的正常使用，因此需要一种具有风力发电且可以对风力发电的稳定性进行分析来对不同设备进行供电的船舶主动力辅动力切换自动控制系统来解决该问题。

5、3、专利文件us5336120a公开了用于操作船舶动力装置的控制系统，该专利公开了一种用于操作船舶动力装置(1,2)的控制系统，该系统没有分析主动力运行性能的功能，柴油机发电机在发生故障或者发电不稳定时，系统无法及时进行反馈，进而无法及时将采油机发电机停止，也无法对动力电池的电能的使用方向进行控制，动力电池容易继续驱动船舶动力负载，造成电量浪费过快，影响船舶人员对船舶电子设备的使用，因此需要一种能够分析主动力运行性能且可以在主动力故障时对储存电能的动力电池的电量进行合理分配的船舶主动力辅动力切换自动控制系统来解决该问题。

6、4、专利文件cn103072681b公开了船舶多能源混合动力系统，该专利一种船舶多能源混合动力系统，该系统具有风力发电机，且风力发电机具有尾翼，能够使风力与发电机叶片旋转片垂直，然而该系统无法调节叶片的角度，不能够通过调节叶片的角度使叶片与风向平行，从而使得船舶在主动力驱动快速行驶时，风力发电机叶片会对空气产生阻力，从而增加船舶移动过程中的阻力，增加了能源消耗，因此需要一种能够使风力发电机叶片进行旋转来调节风力发电机叶片角度的船舶主动力辅动力切换自动控制系统来解决该问题。

技术实现思路

1、本技术的一个目的在于提供一种船舶主动力辅动力切换自动控制系统，能够解决现有技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船舶主动力辅动力切换自动控制系统，包括主动力系统、辅动力系统、负载系统和中央控制系统，所述中央控制系统分别与主动力系统和辅动力系统电路连接，所述主动力系统包括柴油机发电机组，所述辅动力系统包括风力发电机和动力电池；

3、所述中央控制系统包括电池电量控制系统、风力发电性能分析系统和柴油发电性能分析系统，所述电池电量控制系统用来根据动力电池剩余电量控制对动力电池的充放电过程，所述风力发电性能分析系统包括风力发电控制模块和风力发电稳定性分析模块，所述风力发电稳定性分析模块用来对风力发电机的发电性能稳定性进行分析，以便根据发电稳定性决定向动力电池供电或者向负载系统供电，所述柴油发电性能分析系统用来根据柴油机发电机组的供电稳定性向负载系统进行供电。

4、优选的，所述负载系统包括动力负载和电子设备及照明设备负载，动力负载为直流交流变流器、电机和螺旋浆组成的船舶驱动系统，电子设备及照明设备负载为直流交流变流器和船舶的照明设备和各种电子设备组成的用电设备。

5、优选的，所述主动力系统还包括一号交流直流变流器和一号自动开关，一号交流直流变流器的交流端电路连接柴油机发电机组的输出端，一号自动开关的输入端电路连接一号交流直流变流器的直流端，一号自动开关的输出端与动力负载的输入端电路连接。

6、优选的，所述辅动力系统还包括二号交流直流变流器、二号自动开关、叶片角度调节系统、双向变流器、三号自动开关、四号自动开关、电池容量测试仪，警报系统、计时器、风向风速仪和五号自动开关，二号交流直流变流器的交流端与风力发电机的输出端电路连接，二号自动开关的输入端与二号交流直流变流器的直流端电路连接，二号交流直流变流器的直流端与二号自动开关的输入端电路连接，二号自动开关的输出端与五号自动开关的输入端电路连接，双向变流器的一端与动力电池的输出端电路连接，双向变流器的一端分别与三号自动开关和四号自动开关的输入端相连接，三号自动开关的输出端分别与五号自动开关的输入端以及二号自动开关的输出端电路连接，四号自动开关的输出端与电子设备及照明设备负载的输入端电路连接，电池容量测试仪与动力电池电路连接，警报系统为警报器，与动力电池电路连接，计时器和风向风速仪分别与动力电池电路连接，五号自动开关的输出端与动力负载的输入端电路连接。

7、优选的，所述叶片角度调节系统用力调节风力发电机的叶片的角度，使风力发电机的旋转叶片可以与风向平行或者与风向倾斜，叶片角度调节系统为电机和叶片的组合，电机的输出轴与叶片的一端相连接，电机能够带动叶片进行转动。

8、优选的，所述电池电量控制系统以代码的形式嵌入中央控制系统内部，用来对动力电池的性能进行判断，能够对电池容量测试仪的测量数据进行分析，根据动力电池的电压和电量特性曲线来判断电池的剩余电量，在动力电池的电量高于95％时，控制柴油机发电机组停止工作，动力电池向动力负载供电，随后在动力电池的电量低于80％时控制动力电池工作向动力负载和动力电池供电。

9、优选的，所述风力发电控制模块和风力发电稳定性分析模块以代码的形式嵌入中央控制系统内部，风力发电控制模块用来对风向风速仪的数据进行判断，同时可以控制叶片角度调节系统的运行，风力发电稳定性分析模块用来对风力发电机的发电功率进行实时分析。

10、优选的，所述柴油发电性能分析系统用来柴油机发电机组的性能进行分析。

11、优选的，所述船舶主动力辅动力切换自动控制系统的控制方法如下：

12、s1、中央控制系统监测一号交流直流变流器、二号交流直流变流器、双向变流器、风向风速仪和电池容量测试仪的信号，电池电量控制系统在动力电池的电量高于95％时，控制柴油机发电机组停止工作，三号自动开关闭合，动力电池向动力负载供电，随后在动力电池的电量低于80％时控制柴油机发电机组工作向动力负载和动力电池供电，避免动力电池电量过高造成风力发电机和柴油机发电机组无法向动力电池内部供电造成电能浪费的情况；

13、s2、通过风力发电稳定性分析模块分析风力发电机发电的稳定性，风力发电机发电性能稳定的时候二号自动开关和五号自动开关闭合，风力发电机直接向动力负载供电，风力发电机发电性能不稳定的时候，五号自动开关断开，三号自动开关闭合，风力发电机向动力电池供电；

14、s3、通过柴油发电性能分析系统分析柴油机发电机组的发电性能，在柴油机发电机组的发电性能不稳定或者故障的时候，立即控制柴油机发电机组停止工作，同时三号自动开关断开，动力电池停止向动力负载供电，避免动力电池对动力负载供电造成电量消耗过快，进而保证电子设备及照明设备负载以及叶片角度调节系统、电池容量测试仪、警报系统、计时器、风向风速仪的正常工作。

15、优选的，在所述s2中还包括如下步骤：

16、s21、当柴油机发电机组对动力负载供电时，通过叶片角度调节系统控制风力发电机叶片转动与风向平行，避免风力发电机叶片产生阻力影响船舶行驶；

17、s22、在风向与船舶行驶方向一致时，叶片角度调节系统控制风力发电机叶片转动与风向倾斜，风力发电机开始发电。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1、本发明通过电池电量控制系统在动力电池的电量高于95％时，控制柴油机发电机组停止工作，三号自动开关闭合，动力电池向动力负载供电，随后在动力电池的电量低于80％时控制柴油机发电机组工作向动力负载和动力电池供电，避免动力电池电量过高造成风力发电机和柴油机发电机组无法向动力电池内部供电造成电能浪费的情况，同时可以保证动力电池内部电量稳定，使船舶主动力辅动力切换自动控制系统能够避免动力电池电量过高造成风力发电机和柴油机发电机组无法向动力电池内部供电造成电能浪费的情况，同时可以保证动力电池内部电量稳定。

20、2、本发明通过风力发电稳定性分析模块分析风力发电机发电的稳定性，风力发电机发电性能稳定的时候二号自动开关和五号自动开关闭合，风力发电机直接向动力负载供电，风力发电机发电性能不稳定的时候，五号自动开关断开，三号自动开关闭合，风力发电机向动力电池供电，使船舶主动力辅动力切换自动控制系统能够在风力发电机发电性能稳定的时候直接向动力负载供电，风力发电机发电性能不稳定的时候，风力发电机向动力电池供电，避免风力发电机发电不稳定造成动力负载电压不稳定。

21、3、本发明通过柴油发电性能分析系统分析柴油机发电机组的发电性能，在柴油机发电机组的发电性能不稳定或者故障的时候，立即控制柴油机发电机组停止工作，同时三号自动开关断开，动力电池停止向动力负载供电，避免动力电池对动力负载供电造成电量消耗过快，进而保证电子设备及照明设备负载以及叶片角度调节系统、电池容量测试仪、警报系统、计时器、风向风速仪的正常工作，使船舶主动力辅动力切换自动控制系统在柴油机发电机组的发电性能不稳定或者故障的时候，立即控制柴油机发电机组停止工作，同时动力电池停止向动力负载供电，避免动力电池对动力负载供电造成电量消耗过快，保证电子设备及照明设备负载工作正常。

22、4、本发明当柴油机发电机组对动力负载供电时，通过叶片角度调节系统控制风力发电机叶片转动与风向平行，避免风力发电机叶片产生阻力影响船舶行驶，在风向与船舶行驶方向一致时，叶片角度调节系统控制风力发电机叶片转动与风向倾斜，风力发电机开始发电，使船舶主动力辅动力切换自动控制系统当柴油机发电机组对动力负载供电时，通过叶片角度调节系统控制风力发电机叶片转动与风向平行，避免风力发电机叶片产生阻力影响船舶行驶，在风向与船舶行驶方向一致时，叶片角度调节系统控制风力发电机叶片转动与风向倾斜，风力发电机开始发电。