本發(fā)明涉及用于包括船或平臺(tái)的船舶上的存儲(chǔ)電能的分配的裝置，和操作用于船舶上的電能的分配的裝置的方法。

背景技術(shù)：

為了操作船舶、特別是船或例如石油勘探平臺(tái)的平臺(tái)，電能可能需要分配給諸如推進(jìn)器和泵的多個(gè)耗能器，這些耗能器可能需要在船舶上操作。船舶或平臺(tái)可以包括即使在能量分配系統(tǒng)的某個(gè)部分故障的情況下也需要被供給電能的必要組件。在故障的情況下，可能要求備用能量存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)提供由于故障而不可用的電能。

常規(guī)上，船舶可以具有對(duì)于操作是必要的多個(gè)推進(jìn)器，典型數(shù)量是四個(gè)或八個(gè)推進(jìn)器。為了正確地操作船舶并且特別是維持船舶在水中的位置，這些推進(jìn)器必須保持處于操作中。對(duì)于必要的推進(jìn)器中的每一個(gè)，可以提供特定的備用能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，其可以在故障、例如主能量供給電網(wǎng)中的故障的情況下向推進(jìn)器供給電能。因此，單獨(dú)的能量存儲(chǔ)備用系統(tǒng)可能被要求具有相對(duì)高的容量并因此可能在尺寸上相對(duì)大、成本高且復(fù)雜。

因此，可能存在有對(duì)于一種用于船舶上的電能的分配的裝置和一種用于操作用于船舶上的電能的分配的裝置的方法的需要，其中實(shí)現(xiàn)了可靠的能量備用系統(tǒng)，其要求不太復(fù)雜的設(shè)備和不太龐大且成本不太高的設(shè)備，同時(shí)確保在或者主能量分配電網(wǎng)或者能量分配電網(wǎng)內(nèi)的一些子組件中的故障的情況下，向船舶的必要組件的可靠且安全的電能供給。

該需要可以通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的主題來(lái)滿足。本發(fā)明的有利實(shí)施例通過(guò)從屬權(quán)利要求來(lái)描述。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

依照本發(fā)明的第一方面，一種存儲(chǔ)電能分配裝置，用于在主要電能供給的故障或不充分的情況下，包括一個(gè)或多個(gè)ac耗能器的船舶上的存儲(chǔ)電能到ac耗能器的分配，該裝置包括：dc電路，其包括以環(huán)連接的多個(gè)備用電能存儲(chǔ)元件，用于在主要電能供給的故障的情況中將存儲(chǔ)的電能供給至一個(gè)或多個(gè)ac耗能器；和在dc電路中的多個(gè)斷路器系統(tǒng)，用于在與一個(gè)或多個(gè)備用電能存儲(chǔ)元件相關(guān)聯(lián)的故障的情況中將該備用元件從dc電路上斷開(kāi)。

主要電能供給可以包括ac主電網(wǎng)。

dc電路在如果ac供給故障或?qū)τ谝蟛怀浞謺r(shí)將存儲(chǔ)的能量供給至ac耗能器，但是能夠斷開(kāi)dc電路中的有故障的元件以避免如果在備用系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的話干擾主電網(wǎng)。

用于電能的分配的裝置還可以包括用于產(chǎn)生電能的組件，諸如柴油發(fā)電機(jī)或燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)。船舶可以在海上操作并且可以例如包括平臺(tái)或船。dc電路可以例如在500v與100v之間、特別是在約930vdc下操作。由此，電壓可以適合于向常規(guī)耗能器、特別是可經(jīng)由逆變器連接至dc電路的常規(guī)ac耗能器供電。dc電路可以包括許多高功率電纜的部分。dc電路可以包括若干dc匯流條(dc母線匯流條)的部分。

可以提供(多個(gè))備用元件以在主能量電網(wǎng)的故障的情況下向必要的元件、特別是必要的耗能器(諸如推進(jìn)器)供給電能，主能量電網(wǎng)可以在正常操作期間將電能供給至這些多個(gè)耗能器。備用元件可以將電能直接給送到dc電路中。基本上，備用元件可以在故障的情況下將dc電能流提供至dc電路。在正常條件下，多個(gè)備用元件可以經(jīng)由dc電路從主電網(wǎng)加載或充電。多個(gè)備用元件經(jīng)由多個(gè)斷路器系統(tǒng)連接以形成環(huán)。多個(gè)備用元件中的每一個(gè)可以單獨(dú)地或與其他備用元件組合地從dc電路上斷開(kāi)，以便將它們從環(huán)中移除。因此，在備用元件中的一個(gè)中的潛在故障的情況下，具有故障的備用元件可以被以快速且可靠的方式從dc電路上斷開(kāi)。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)其他備用元件的持續(xù)操作，以便或者將電能提供至船舶的耗能器，或者允許備用元件在主能量電網(wǎng)正常操作時(shí)被充電或加載。

具有在正常操作中以環(huán)彼此連接的多個(gè)備用元件有若干優(yōu)點(diǎn)。特別地，安裝在船舶中的不同耗能器(諸如不同的推進(jìn)器)可能在船舶的操作期間要求不同的電能量。因?yàn)樵诟鶕?jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝置中特定備用元件不是唯一地與一個(gè)特定耗能器相關(guān)聯(lián)，所以備用元件可以能夠具有與常規(guī)系統(tǒng)相比較低的能量供給容量。這可能是因?yàn)槎鄠€(gè)備用元件的能量輸出可以被共享和組合并用于向不同耗能器中的任一個(gè)或所有供給。特別地，僅從特定相關(guān)聯(lián)的備用元件向特定耗能器供給能量避免了將特定備用元件設(shè)計(jì)成向特定耗能器供給充分電能的需要。所有備用元件的組合電能輸出可以被選取成使得可以滿足所有耗能器的組合的電能需求。由此，與常規(guī)系統(tǒng)相比，可以減小多個(gè)備用元件的空間和復(fù)雜性以及容量。

相比之下，在常規(guī)系統(tǒng)中，一般避免將若干備用元件連接到一起，因?yàn)楫?dāng)備用元件中的一個(gè)中發(fā)生故障時(shí)，可能不能充分快速地將故障的備用元件與其他備用元件斷開(kāi)。然而，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中所采用的多個(gè)斷路器系統(tǒng)可以在故障的情況下以快速的方式斷開(kāi)特定的備用元件，由此限制了故障電流。例如限制到小于10ka。

處于環(huán)配置的能量存儲(chǔ)可以不干擾可在正常條件下將電能(以ac電能流的形式)供給至dc電路的主功率電網(wǎng)。此外，ac主電網(wǎng)與dc電路之間的整流器二極管阻斷電能回到主電網(wǎng)的流動(dòng)。dc電路的環(huán)配置可以用非?？焖俚墓β孰娮娱_(kāi)關(guān)(在斷路器系統(tǒng)中)來(lái)分裂或分開(kāi)，該功率電子開(kāi)關(guān)在幾微秒、典型地10μs至20μs內(nèi)斷開(kāi)故障備用元件或其他元件。由于故障的非?？焖俚臄嚅_(kāi)，故障可能只會(huì)干擾一個(gè)島或備用元件中的一個(gè)。

因此電池或備用元件或能量存儲(chǔ)器的物理位置可以在與不同推進(jìn)器相同的防火區(qū)內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，至少一個(gè)斷路器系統(tǒng)包括連接在備用元件的各側(cè)上的兩個(gè)斷路器單元，該備用元件連接在dc電路(的環(huán))中。對(duì)于各斷路器系統(tǒng)具有兩個(gè)斷路器單元(也稱(chēng)作開(kāi)關(guān))可以使得實(shí)現(xiàn)僅一側(cè)上、或另一側(cè)上或者同時(shí)在兩側(cè)上的故障備用元件的斷開(kāi)。因此，可以提供故障部分或組件的更靈活的斷開(kāi)。故障可能例如是在特定防火區(qū)中發(fā)生的火災(zāi)。具有兩個(gè)斷路器單元、每個(gè)防火區(qū)一個(gè)可以使得可以具有單個(gè)故障或故障而無(wú)需停電，確保了鉆井平臺(tái)或船舶的高安全性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，斷路器單元適于在檢測(cè)到故障時(shí)在5μs與500μs之間或在10μs與100μs之間或在10μs與20μs之間的時(shí)間內(nèi)中斷或斷開(kāi)與dc電路的連接。

因此，斷路器單元適于在非常短的時(shí)間內(nèi)中斷與dc電路的連接，以便避免電流增加到不可接受的值，諸如高于10ka。由此，可以實(shí)現(xiàn)(多個(gè))備用元件和整個(gè)分配裝置的可靠且安全的操作。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，斷路器單元適于通過(guò)各側(cè)上的電流和/或電壓的測(cè)量來(lái)檢測(cè)故障。測(cè)量可以是以50khz與500khz之間或150khz與250khz之間的頻率。

斷路器單元可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器和操作傳感器且獲取測(cè)量信號(hào)的電子控制器。因此，斷路器單元可以以獨(dú)立的方式自主地操作。斷路器單元可以被編程以便設(shè)定閾值，高于該閾值，斷路器單元可以斷開(kāi)或中斷環(huán)內(nèi)的連接。因此，可以不要求附加的測(cè)量或控制設(shè)備來(lái)操作該裝置。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，斷路器單元適于如果在至少一側(cè)上測(cè)得的電流大于電流閾值和/或如果在兩側(cè)上測(cè)得的電壓差大于電壓差閾值則中斷或斷開(kāi)與dc電路的連接。

斷路器單元可以包括具有算數(shù)/邏輯功能的電子單元或處理器。此外，斷路器單元可以包括兩個(gè)功率晶體管，諸如兩個(gè)igbt，其串聯(lián)連接且可以被供給適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)以便執(zhí)行開(kāi)關(guān)、即將特定備用元件連接至環(huán)或從環(huán)斷開(kāi)特定備用元件。斷路器單元的控制器可以適于產(chǎn)生諸如脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的柵極驅(qū)動(dòng)器信號(hào)，以執(zhí)行兩個(gè)功率晶體管的開(kāi)關(guān)。斷路器單元可以是可編程的，例如關(guān)于電流閾值和/或電壓差閾值的值。由于高的開(kāi)關(guān)速度，備用元件中的一個(gè)中的故障與其他備用元件或主能量電網(wǎng)的干擾可以被減小或者甚至避免。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，備用元件中的每一個(gè)包括能量存儲(chǔ)單元，諸如電池，用于存儲(chǔ)用于在故障狀況中使用的電能。

能量存儲(chǔ)單元可以在例如主能量電網(wǎng)中的故障或電池中的短路的情況下將電能提供至船舶的必要的耗能器。能量存儲(chǔ)器可以在正常操作期間被充電或加載。由此，即使在主電網(wǎng)中或備用元件中的一個(gè)中的故障的情況下，也可以維持船舶的操作。

為了設(shè)定用于在正常操作狀態(tài)或故障狀態(tài)中的電能的分配的裝置，可以在裝置的不同組件之間設(shè)置多個(gè)開(kāi)關(guān)。至少備用元件之間的開(kāi)關(guān)可以被配置為如上面已說(shuō)明的具有非常快速的開(kāi)關(guān)速度的斷路器單元。其他開(kāi)關(guān)也可以包括具有低得多的開(kāi)關(guān)速度、諸如比備用元件之間的斷路器單元的開(kāi)關(guān)速度小10倍的開(kāi)關(guān)速度的機(jī)械開(kāi)關(guān)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能量存儲(chǔ)單元經(jīng)由適于使用脈沖寬度調(diào)制來(lái)控制輸入和輸出電流和/或輸入和輸出電壓的dc-dc轉(zhuǎn)換器被連接至dc電路。

dc-dc轉(zhuǎn)換器可以確保能量存儲(chǔ)單元可以在正常操作期間以適當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷撼潆?。此外，在故障狀況下，dc-dc轉(zhuǎn)換器也可以控制存儲(chǔ)元件的放電期間的電壓和電流，避免對(duì)能量存儲(chǔ)單元造成損壞并且確保在故障狀況下為耗能器提供適當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷骸?/p>

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，ac耗能器可經(jīng)由逆變器系統(tǒng)連接至dc電路。ac耗能器可以包括變速驅(qū)動(dòng)器、推進(jìn)器或輔助設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)。

逆變器系統(tǒng)可以使dc電能流逆變成ac電能流或包括具有可調(diào)占空比和頻率的正方形或矩形信號(hào)的電能流。特別地，推進(jìn)器可以以期望的頻率操作，并且逆變器系統(tǒng)可以適于提供具有期望的頻率的電能流，諸如諧波電能流或矩形或正方形波。

以該方式，船舶的不同推進(jìn)器可以例如以不同的頻率或轉(zhuǎn)速操作，以便確保期望的船舶的定位。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，至少一個(gè)推進(jìn)器經(jīng)由逆變器系統(tǒng)的四個(gè)逆變器從dc電路接收能量。為耗能器提供四個(gè)電能流可以以有利的方式支持諸如推進(jìn)器的常規(guī)耗能器。其他數(shù)量的逆變器是可能的。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該裝置進(jìn)一步包括：ac匯流條，具有連接至其上的多個(gè)發(fā)電機(jī)。ac匯流條可以是可連接至至少一個(gè)其他ac匯流條以形成ac環(huán)。

ac匯流條也可以稱(chēng)為主電網(wǎng)或主網(wǎng)。發(fā)電機(jī)可以例如是柴油發(fā)電機(jī)或燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)。一個(gè)或多個(gè)ac匯流條可以是可釋放地彼此連接以形成環(huán)。在ac匯流條中的一個(gè)中的故障的情況下，故障的ac匯流條可以與其他ac匯流條斷開(kāi)。其他ac匯流條中的每一個(gè)可以具有連接至其上的相關(guān)聯(lián)的其他dc電路，該其他dc電路進(jìn)而經(jīng)由其他逆變器和變壓器被連接或可連接至其他耗能器、特別是其他ac耗能器，并且也具有其他(多個(gè))dc電路的以環(huán)連接的其他備用元件。

如果ac匯流條中的一個(gè)故障，則相關(guān)聯(lián)的備用元件可以將代替的電能提供至必要的耗能器。因此，可以實(shí)現(xiàn)能量分配的高可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，ac匯流條可經(jīng)由變壓器、二極管和整流器系統(tǒng)連接至備用元件中的至少一個(gè)，其中二極管適于阻斷從dc電路到ac匯流條的能量流。匯流條可以以5kv與15kv之間的電壓操作。變壓器可以變換到500v與1000v之間的電壓。

變壓器可以將主電網(wǎng)處的電壓變換成適合于典型耗能器的電壓。二極管可以阻斷從備用元件返回到主電網(wǎng)的能量的流動(dòng)。整流器系統(tǒng)可以將主電網(wǎng)處的ac電壓整流成dc電壓，該dc電壓接著在dc電路處被提供。這使得能夠?qū)⑻幱谶m當(dāng)電壓的電能供給至多個(gè)耗能器。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，變壓器具有一組初級(jí)繞組和兩組次級(jí)繞組(感應(yīng)耦合至該組初級(jí)繞組)，其中整流器系統(tǒng)包括連接至變壓器的兩組次級(jí)繞組的兩個(gè)整流器。由于兩個(gè)次級(jí)電能流的相位之間的適當(dāng)?shù)南嘁疲儔浩鞯脑撆渲靡炎C明是有利的。

其他變壓器是可能的。例如，變壓器可以?xún)H具有一組初級(jí)繞組和一組次級(jí)繞組。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，變壓器和整流器系統(tǒng)與備用元件分離并且被容納在不同的殼體中。

取決于應(yīng)用，該配置可以是有利的。特別地，變壓器和整流器系統(tǒng)可以被容納在共用外殼中并且備用元件(潛在地具有dc-ac逆變器和輔助耗能器變壓器)可以被容納在另一殼體中。

根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例，變壓器與備用元件一起被容納在一個(gè)殼體中。整流器系統(tǒng)可以與備用元件一起被容納在一個(gè)殼體中。模塊可以作為配電板銷(xiāo)售并且可以被組裝在期望的系統(tǒng)中。

應(yīng)該理解的是，針對(duì)用于船舶上的電能的分配的裝置單獨(dú)或以任何組合提供、說(shuō)明或采用的特征也可以提供在或用在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于操作用于船舶上的電能的分配的裝置的方法中，并且反之亦然。

根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，一種用于操作用于船舶上的電能的分配的存儲(chǔ)電能分配裝置的方法包括：檢測(cè)dc電路中的故障，dc電路具有以環(huán)連接的多個(gè)備用電能存儲(chǔ)元件，用于在主要電能供給的故障的情況中將存儲(chǔ)電能供給至一個(gè)或多個(gè)ac耗能器；和在與備用元件中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的故障的情況中使用多個(gè)斷路器系統(tǒng)將該備用元件從dc電路上斷開(kāi)。

該方法可以通過(guò)如先前實(shí)施例中的一些中提到的用于能量分配的裝置來(lái)執(zhí)行。

現(xiàn)在參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明不受限于或限制為所圖示或所描述的實(shí)施例。

已參照不同主題描述了本發(fā)明的實(shí)施例。特別地，一些實(shí)施例是參照方法類(lèi)型權(quán)利要求描述的，而其他實(shí)施例是參照設(shè)備類(lèi)型權(quán)利要求描述的。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將從以上和以下描述中獲得的是：除非另有指出，否則除了屬于一個(gè)類(lèi)型的主題的特征的任何組合之外，涉及不同主題的特征之間、特別是方法類(lèi)型權(quán)利要求的特征與設(shè)備類(lèi)型權(quán)利要求的特征之間的任何組合也被視為被該文本所公開(kāi)。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參照附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法的示例，其中：

圖1a至圖1d示意性地圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于電能的分配的裝置的電路圖；和

圖2a至圖2d示意性地圖示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于電能的分配的裝置的電路圖。

具體實(shí)施方式

圖中的圖示是示意的形式。需注意的是，在不同的圖中，類(lèi)似或同樣的元件被提供有相同的附圖標(biāo)記或者僅在第一位數(shù)字內(nèi)不同于相應(yīng)附圖標(biāo)記的附圖標(biāo)記。

圖1a至圖1d中圖示出的用于船舶上的電能的分配的裝置100包括dc電路101，其具有以環(huán)連接的多個(gè)備用元件103(以類(lèi)似或相同的方式組裝并且具有類(lèi)似或相同的組件)，該環(huán)由電纜部分或匯流條部分105形成。備用元件103在正常操作期間以環(huán)連接。各備用元件包括斷路器系統(tǒng)107，其包括在各備用元件103的各側(cè)上的兩個(gè)斷路器單元109。各斷路器單元109包括串聯(lián)連接的兩個(gè)功率晶體管，使得各斷路器系統(tǒng)適于在幾微秒內(nèi)中斷從備用元件到dc電路101的連接。在該示例中，斷路器單元是ilc絕緣柵雙極晶體管(igbt)斷路器，但也可以使用其他合適的快速斷路器。斷開(kāi)連接可能會(huì)在例如故障的情況中發(fā)生。為了檢測(cè)這樣的故障，各斷路器單元109包括測(cè)量傳感器和控制邏輯，如果例如測(cè)得的電流高于電流閾值和/或兩側(cè)之間的測(cè)得的電壓差高于電壓閾值，該控制邏輯則斷開(kāi)或中斷連接。電壓和/或電流可以以150khz與250khz之間的速率來(lái)測(cè)量。

備用元件103進(jìn)一步包括諸如電池或蓄電池等的能量存儲(chǔ)單元111。能量存儲(chǔ)單元111經(jīng)由dc-dc轉(zhuǎn)換器113和進(jìn)一步的開(kāi)關(guān)115連接至dc電路101或電纜部分105。對(duì)于示出的示例，能量存儲(chǔ)單元能夠提供1.25mw持續(xù)長(zhǎng)達(dá)60分鐘，但是可以根據(jù)要求選取其他存儲(chǔ)容量。

經(jīng)由包括四個(gè)逆變器119的逆變器系統(tǒng)117，dc電路101可經(jīng)由開(kāi)關(guān)121連接至ac耗能器123。在圖示出的示例中，ac耗能器是額定功率為5.5mw的必要的推進(jìn)器123，但是耗能器的實(shí)際類(lèi)型及其額定值取決于應(yīng)用。

對(duì)于該示例，由裝置100供給電能的船舶包括八個(gè)推進(jìn)器123，以便將船舶正確地定位在海上，如圖1a和圖1b中的兩個(gè)船尾左舷推進(jìn)器和兩個(gè)船頭左舷推進(jìn)器123及圖1c和圖1d中的兩個(gè)船尾右舷推進(jìn)器和兩個(gè)船頭右舷推進(jìn)器123所示?？梢蕴峁└嗷蚋俚耐七M(jìn)器。

裝置100進(jìn)一步包括ac匯流條125(ac母線匯流條)，其具有特別地經(jīng)由開(kāi)關(guān)129連接至其上的或可連接至其上的多個(gè)發(fā)電機(jī)127。經(jīng)由另外的開(kāi)關(guān)131，ac匯流條125可經(jīng)由變壓器133連接至dc電路101(并因此連接至備用元件103)，變壓器133例如將11kvac電能流變換成500v與1000v之間的、特別是大約930v的dc電壓。開(kāi)關(guān)131還允許ac匯流條被連接至公共事業(yè)變壓器170，或鉆井變壓器171。

降壓變換的電壓通過(guò)連接在變壓器與dc匯流條105、即dc電路101之間的整流器系統(tǒng)135被進(jìn)一步整流。此外，二極管136連接在變壓器133與整流器系統(tǒng)135之間，以便阻斷從dc電路101到ac匯流條125的能量流動(dòng)。

特別地，整流器系統(tǒng)135包括兩個(gè)整流器137，其被連接至變壓器133的兩個(gè)次級(jí)繞組139，變壓器133具有感應(yīng)耦合到兩個(gè)次級(jí)繞組139的一個(gè)初級(jí)繞組141。

備用元件103進(jìn)一步包括耗能器逆變器163，其連接至dc電路101并且經(jīng)由濾波器元件165和耗能器變壓器167將ac電能流提供至諸如用于軸承或類(lèi)似物的泵或者推進(jìn)器輔助器等的輔助耗能器169。在該示例中，耗能器的額定功率是690w，但是額定值取決于具體耗能器。

如圖1c和圖1d中圖示出的，裝置100進(jìn)一步包括另一ac匯流條143，其具有以與連接至ac匯流條125的那些類(lèi)似的方式連接至其上的另外的發(fā)電機(jī)145。經(jīng)由包括開(kāi)關(guān)149的連接系統(tǒng)147，ac匯流條125可以與另一個(gè)ac匯流條143連接。類(lèi)似地，另一個(gè)ac匯流條143可以經(jīng)由其他變壓器151和另一逆變器系統(tǒng)153連接至另一dc電路155，該另一dc電路155包括其他電纜部分或dc匯流條158。與備用系統(tǒng)103一樣構(gòu)造的其他備用系統(tǒng)157可以以環(huán)配置連接至另一個(gè)dc電路155。各包括兩個(gè)斷路器單元161的其他斷路器系統(tǒng)159設(shè)置在另一個(gè)備用元件157中，以便在故障、例如在以環(huán)配置的dc電路155中的相鄰的或另一備用元件157的故障的情況下中斷從備用單元157到另一個(gè)dc電路155的連接。

圖1的裝置100的兩個(gè)部分中的在結(jié)構(gòu)和/或功能上類(lèi)似的特征用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)出。

在本發(fā)明中，一種用于船舶上的存儲(chǔ)電能的分配的裝置使得：在正常操作中存在有從ac匯流條主電網(wǎng)到ac耗能器的能量的流動(dòng)；并且，在ac主電網(wǎng)的故障或ac耗能器的子組件的故障的情況中存在有從dc匯流條到ac耗能器的能量的流動(dòng)。該故障可以通過(guò)具有以環(huán)連接的多個(gè)備用元件的dc電路和用于斷開(kāi)來(lái)自dc電路的特定備用元件的多個(gè)斷路器系統(tǒng)來(lái)解決。

在正常操作期間，發(fā)電機(jī)127可以產(chǎn)生電能，該電能可以經(jīng)由ac匯流條125、變壓器133、整流器系統(tǒng)135和逆變器系統(tǒng)117流動(dòng)至推進(jìn)器123。此外，來(lái)自發(fā)電機(jī)127的能量可以經(jīng)由變壓器133和整流器135流動(dòng)到備用元件103并且在備用元件103內(nèi)經(jīng)由dc-dc轉(zhuǎn)換器113流動(dòng)到能量存儲(chǔ)單元或電池111，用于在正常條件下給電池111充電。

在ac匯流條125(也稱(chēng)作主電網(wǎng))中的故障的情況下，可以斷開(kāi)開(kāi)關(guān)131并且推進(jìn)器123可以由存儲(chǔ)在電池111中的能量供電，該能量經(jīng)由dc-dc轉(zhuǎn)換器113和逆變器系統(tǒng)117流動(dòng)到推進(jìn)器123。

在備用元件103中的一個(gè)中的故障的情況下，包括斷路器單元109的斷路器系統(tǒng)107可以將故障的備用單元103從dc電路101上斷開(kāi)，使得故障的備用系統(tǒng)103不會(huì)干擾其他備用系統(tǒng)103的操作。

圖2示意性地圖示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于分配船舶上的電能的另一裝置200的電路圖。

裝置200具有和圖1中圖示出的系統(tǒng)100一樣的元件，其用僅在第一位數(shù)字上不同的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)出。這些元件的描述可以從參考圖1或與圖1相關(guān)聯(lián)的描述獲得。給出了與圖1相同的額定值和耗能器類(lèi)型的示例，但是如上面所指示出的，具體電壓、電池容量和必要的耗能器的類(lèi)型取決于應(yīng)用并且不限于示例中給出的值。

裝置100與200之間的差異是一個(gè)或若干殼體或配電板中的若干系統(tǒng)的組裝。在圖1中，變壓器133、整流器系統(tǒng)135、逆變器系統(tǒng)117和推進(jìn)器123與備用元件103分離。包括電池111、dc-dc轉(zhuǎn)換器113并且還有用于為輔助耗能器169供電的元件163、165、167的備用元件103可以例如被組裝到一個(gè)殼體或配電板中。

相比之下，在圖2中圖示出的裝置200中，變壓器233、整流器系統(tǒng)235和逆變器系統(tǒng)217與電池211、dc-dc轉(zhuǎn)換器213一起并且還與元件263、265、267一起被組裝在一個(gè)殼體271中。推進(jìn)器223并且還有輔助ac耗能器269可以設(shè)置在殼體271的外側(cè)并且可以使用適當(dāng)?shù)牟遄?、插頭和電纜連接至其上。

如圖1中圖示出的裝置100那樣，包括dc電纜部分205的dc電路201也以容納備用元件203的環(huán)來(lái)配置，備用元件203可通過(guò)操作斷路器系統(tǒng)207而斷開(kāi)。當(dāng)斷路器系統(tǒng)207斷開(kāi)故障的備用系統(tǒng)時(shí)，不存在與主電網(wǎng)225或243的干擾。整流器二極管236阻斷流回到主電網(wǎng)225、243的電能。包括斷路器單元209的斷路器系統(tǒng)207可以以諸如在10μs至20μs內(nèi)的非常快速的方式斷開(kāi)備用元件203、257。電池211可以設(shè)置在與諸如不同的推進(jìn)器269的輔助耗能器相同的防火區(qū)中。由此，可以實(shí)現(xiàn)船舶的操作的高安全性和高可靠性。

應(yīng)該注意的是，術(shù)語(yǔ)“包括”不排除其他元件或步驟，并且“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。還有與不同的實(shí)施例相關(guān)聯(lián)地描述的元件可以組合。還應(yīng)該注意的是，權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)該被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。