基于多能源的船舶综合电力推进关键技术研发
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2018-10-17 15:43

  ①课题来源与背景:21 世纪是海洋的世纪,发展游船产业是海洋经济的朝阳产业,更是福建建设海洋经济强省的新增长点。游船业是一个内涵很大的概念,最突出的是它的产业链长、配套环节多、迂回生产方式复杂、集中密集度高。面对游船业这样一个有持续增长能力目前还没有被大多数人发现的朝阳产业,随着福建"建设海洋经济强省"战略的实施,大规模的海洋开发,必将在福建沿海形成繁荣的滨海经济带和宏大的海洋产业群,游船业的发展将能够带动一大批相关产业的迅速发展,将为福建海洋经济带来巨大的商机。本项目成果将极大提高船舶的环保节能性能,改善航区的生态环境,并极大改善游船的控制性能,使游船更加舒适、环保,为福建发展游船业提供技术支持。而且在相应技术通过船级社认证的情况下,项目成果可以推广至各类近海船舶,为本项目研究成果的产业化提供广阔市场前景。

  ②技术原理及性能指标:本项目拟委托厦门瀚盛游艇有限公司提供小型游船,开展基于多能源的船舶综合电力推进关键技术的研发。研究不同发电单元的集成和电能变换技术,以及各个发电单元的能源优化分配策略和控制技术,进行多能源船舶能量动态规划和控制的应用研究,构建船舶及海洋平台多能源新型电站的拓扑结构,改善船舶电力系统的电能质量,实现海上装备坚强智能电网;研究船舶在不同工况下主推进电机的控制技术和先进控制算法在推进调节环节的应用,采用现场总线技术,开发建立在全数字测控技术基础上的监控装置。

  总体技术目标是完成多能源游览船舶综合电力推进系统的研制,开发游览船舶电力推进系统集成技术和控制技术;研制完成游览船舶综合电力推进系统实验平台。按照"环保、创新、安全、实用"的基本原则,电力推进系统研制工作预期实现的技术指标如下。(与同类型柴油机推进比较)

  1)环保指标

  --NOX排放减少30%以上;

  --机舱的舱底水生成量减少60%,机舱满足无泄漏要求;

  --主要客舱噪声不高于65dB。

  2)推进系统性能指标

  --推进控制装置可实施转速无级调节,或实施转矩无级调节。

  3)操纵监控系统性能指标

  --推进电动机加速速率控制:10~100r/s可调;

  --具有驾机一体化控制功能;

  --推进系统的监控采用线场总线控制方式:传输速率不低于56kb/s;传输距离不小于1000米。

  ③技术的创造性与先进性:

  1. 构建了一种基于多能源的船舶电力系统的拓扑结构,开发了以太阳能发电、柴油发电机组、锂电池充电组成的多能源电站的集成技术,并已实船应用;

  2. 研究了多能源船舶电力系统能量管理控制策略,开发了一种基于PLC的能量动态管理和控制系统;

  3. 研发了一种船舶供电系统综合监视与报警装置;

  4. 研发的多能源船舶综合电力推进系统,首次实现了NOX排放减少30%以上,主要客舱噪声不高于65dB,实现推进系统转速无级调节等多项技术指标。

  ④技术的成熟程度,适用范围和安全性:

  本项目研究成果已经进行小批量生产,采用相关研究成果的游览船舶通过中国船级社CCS认证。

  ⑤应用情况及存在的问题:

  本项目成果极大提高船舶的环保节能性能,改善航区的生态环境,特别适用于游览船舶。随着海洋世纪的到来和旅游经济的蓬勃发展,游船产业将是海洋经济的朝阳产业,本项目的研究成果将极大改善游船的控制性能,使游船更加舒适、环保,为福建发展游船业提供技术支持,也为本项目研究成果的产业化提供广阔市场前景。

  项目研发过程中,与一些企业对相关研发技术进行多次研讨,很多企业都认为是一项先进和符合国家政策导向的研究项目,但与原先柴油推进游览船舶相比,新能源船舶的初次投资较大,项目推广力度仅仅依靠企业投入是远远不够的。建议政府在新技术推广时能给予更大的支持,能否借鉴新能源汽车的政策进行相应的扶持。

  ⑥历年获奖情况:无

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