直流组网船舶混动实验室的能量控制系统及其控制方法与流程

1.本发明实施例涉及船舶技术领域，尤其涉及一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.目前船舶电力推进系统基本采用交流组网的方式，在电能的发电、并网、分配过程中，电能损耗偏高，能量利用率偏低，且并网过程会对交流系统造成震荡。
3.直流组网配电方式通过直流母线将电能汇聚到一起，再分配给相关负荷使用，直流负荷直接由直流母线供电或者降压供电，交流负荷通过变频器将直流电能逆变为交流电供电，省去了交流并网的过程。同时，直流组网配电方式具备损耗低，电能质量高，能量分配管理高效等优点，并且可以接入锂电池、光伏等新能源电源，解决了交流组网配电方式的能源利用率低，能量转换慢等缺点。
4.近年来，电力推进船舶采用直流组网配电方式的研究越来越多，但对于多能源同时接入电网，实现能量高效分配的管理方案并不成熟，对此对直流组网配电进行能量管理的研究将是实现高效能源利用率的关键。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统及其控制方法，以实现能量的高效分配。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统，包括：
7.整流配电柜，连接于柴油发电机组和第一直流母线之间，以及连接于厂区电网和所述第一直流母线之间；
8.斩波柜，连接于锂电池组和所述第一直流母线之间，以及连接于超级电容器和所述第一直流母线之间；
9.逆变电源柜，连接于所述第一直流母线与推进电机之间，以及连接于所述第一直流母线与第二直流母线之间；其中，所述第二直流母线用于向用电负载供电；
10.状态采集模块，与所述柴油发电机组、所述锂电池组、所述超级电容器、所述推进电机、所述第一直流母线和所述第二直流母线连接，用于采集其运行信息；
11.plc主控制器，包括信号采集输入端和控制输出端，所述信号采集输入端与所述状态采集模块电连接；所述控制输出端与所述整流配电柜、所述斩波柜和所述逆变电源柜的控制端连接，对所述柴油发电机组、所述锂电池组和所述推进电机进行能量控制。
12.可选地，所述plc主控制器采用冗余plc架构。
13.可选地，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括：模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块；
14.其中，所述模拟量输入模块和所述数字量输入模块均与所述plc主控制器的输入
端电连接，用于将所述状态采集模块输出的模拟量和数字量与所述plc主控制器进行匹配；
15.所述模拟量输出模块和所述数字量输出模块均与所述plc主控制器的输出端电连接，用于将所述plc主控制器输出的信号转换为与被控设备匹配的模拟量和数字量。
16.可选地，所述plc主控制器与被控设备之间通过以下通信接口中的至少一种进行通信：以太网通信接口模块、can通信接口模块和工业现场总线协议通信接口模块。
17.可选地，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括：
18.人机界面交互装置，与所述plc主控制器电连接；所述人机界面交互装置用于根据所述plc主控制器的信号进行工程生产管理系统控制操作、参数设置、运行状态和报警显示功能中的至少一种。
19.可选地，所述状态采集模块包括：机组管理单元，所述机组管理单元配置于所述柴油发电机组；
20.和/或，所述状态采集模块包括：电池管理系统，所述电池管理系统配置于所述锂电池组。
21.可选地，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括变压器；所述整流配电柜通过所述变压器与厂区电网电连接。
22.可选地，所述逆变电源柜和所述第二直流母线通过变压器电连接；
23.以及，所述厂区电网通过所述变压器与所述第二直流母线电连接，所述厂区电网还用于模拟应急发电机组。
24.可选地，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括：
25.第三直流母线，连接于所述第二直流母线和控制电之间；不间断电源与所述第二直流母线电连接。
26.第二方面，本发明实施例还提供了一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的控制方法，适用于本发明任意实施例所提供的直流组网船舶混动实验室的能量控制系统，控制方法包括：
27.采集所述柴油发电机组、所述锂电池组、所述超级电容器、所述推进电机、所述厂区电网、所述第一直流母线和所述第二直流母线的运行信息；
28.根据所述运行信息，控制所述控制系统运行在以下模式中的至少一种：纯电模式切换为其余模式、单柴发混动模式切换为其余模式、双柴发混动模式切换为其余模式、单柴发模式切换为其余模式和双柴发模式切换为其余模式。
29.可选地，控制方法还包括：工程生产管理系统模式和岸电模式；
30.其中，工程生产管理系统模式包括自动模式、半自动模式和手动模式；在所述自动模式下，所述控制系统的运行模式实现自动切换；在所述半自动模式下，所述控制系统的运行模式实现手动辅助自动切换；在所述手动模式下，所述控制系统的运行模式实现手动切换。
31.可选地，在采集步骤之前，还包括：
32.上电检测，包括软件自检和硬件自检；
33.判断母线电压是否建立；若是，则执行后续步骤，否则执行母线电压建立步骤。
34.可选地，所述纯电模式的运行条件包括：所述锂电池组的超级电容荷电状态大于第一设定值，且系统电力负载功率小于第二设定值；
35.和/或，所述单柴发模式的运行条件包括：所述锂电池组的超级电容荷电状态小于所述第一设定值，且所述系统电力负载功率小于所述第二设定值；
36.和/或，所述双柴发模式的运行条件包括：所述锂电池组的超级电容荷电状态小于所述第一设定值，且所述系统电力负载功率大于所述第二设定值；
37.和/或，所述单柴发混动模式的运行条件包括：所述锂电池组的超级电容荷电状态大于所述第一设定值，且所述系统电力负载功率小于所述第二设定值；
38.和/或，所述双柴发混动模式的运行条件包括：所述锂电池组的超级电容荷电状态大于所述第一设定值，且所述系统电力负载功率大于所述第二设定值。
39.本发明实施例通过设置直流组网船舶混动实验室的能量控制系统包括：整流配电柜、斩波柜、逆变电源柜、状态采集模块和plc主控制器，实现了直流组网船舶混动实验室的多能源接入，电能管理与分配智能控制。具体地，能够对柴油发电机组、储能设备、整流配电柜、逆变电源柜，斩波柜、推进电机、用电负载等进行能量的综合管理，实现了整个船舶混合动力实验室的能量分配更优化，能量转换更高效。
附图说明
40.图1为本发明实施例提供的一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的结构示意图；
41.图2为本发明实施例提供的一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统和供电设备连接的结构示意图；
42.图3为本发明实施例提供的另一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的结构示意图；
43.图4为本发明实施例提供的又一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统；
44.图5为本发明实施例提供的一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的控制方法的流程示意图；
45.图6为本发明实施例提供的另一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的控制方法的流程示意图；
46.图7为本发明实施例提供的一种主逻辑控制方法的流程示意图。
具体实施方式
47.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
48.本发明提供了一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统。图1为本发明实施例提供的一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统和供电设备连接的结构示意图。参见图1和图2，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统包括：整流配电柜110(ac/dc)、斩波柜120(dc/dc)、逆变电源柜130(dc/ac)、状态采集模块140和plc主控制器150。整流配电柜110连接于柴油发电机组200(diesel generator，dg，简称柴发机组)和第一直流母线300之间，以及连接于厂区电网和所述第一直流母线300之间；斩波柜120连接于锂电池组400和第
一直流母线300之间，以及连接于超级电容器和第一直流母线300之间；逆变电源柜130连接于第一直流母线300与推进电机500(motor，例如，变频电机)之间，以及连接于第一直流母线300与第二直流母线600之间；其中，第二直流母线600用于向用电负载(例如，阻感负载箱700)供电。状态采集模块140与柴油发电机组200、锂电池组400、超级电容器、推进电机500、第一直流母线300和第二直流母线600连接，用于采集其运行信息。plc主控制器150包括信号采集输入端和控制输出端，信号采集输入端与状态采集模块140电连接；控制输出端与整流配电柜110、斩波柜120和逆变电源柜130的控制端连接，对柴油发电机组200、锂电池组400和推进电机500进行能量控制。
49.其中，plc主控制器150即可编程逻辑控制器(programmable logic controller，简称plc)。整流配电柜110、斩波柜120和逆变电源柜130构成直流配电板。直流组网船舶混合动力实验室需要包含有柴油发电机组200等发电设备、锂电池组400等储能设备、推进电机500等推进设备、用电负载等日用负载设备、岸基充电设备等，以满足对船舶混动的实验目标。其中，采用厂区电网来模拟岸电。状态采集模块140根据不同的设备种类设置有不同的状态采集单元，示例性地，状态采集模块140包括：机组管理单元和电池管理系统，机组管理单元配置于柴油发电机组200；电池管理系统配置于锂电池组400。
50.相应地，能量管理系统控制的整个动力核心系统示范与验证平台由以下子系统构成：柴油发电机组200系统；直流配电系统；储能系统；电力推进系统；岸基充电系统；日用负载系统；能量管理控制系统。示例性地，柴油发电机组200系统包括柴油发电机、机组管理单元和控制器；储能系统包括锂电池组400、电池管理系统和控制器；电力推进系统包括变频电机和电涡流测功器800，构成逆变器(变频器) 变频电机 电涡流测功器800方式模式后推进系统。其中，柴油发电机组200系统为整个动力系统提供动力源，混合动力核心系统中柴油发电机组200的输出功率和输出电压，决定了整个混合动力核心系统设计规模及能够覆盖的船型。示例性地，直流组网船舶混合动力实验室采用两台500kw、690v的柴油发电机组200提供动力源；直流配电系统中第一直流母线300的电压为1000v dc。
51.整流配电柜110包括发电机组整流器，发电机组整流器连接于柴油发电机组200和第一直流母线300之间，对柴油发电机组200发出的交流电进行整流，输出1000vdc到第一直流母线300。整流配电柜110还包括电网侧整流器，电网侧整流器连接于厂区电网和第一直流母线300之间，用于模拟船舶靠港时接岸电的情况，利用电网侧整流器将690v交流电变换至1000v直流电。
52.斩波柜120包括双向dc/dc变换器，双向dc/dc变换器连接于锂电池组400和第一直流母线300之间，完成锂电池组400等储能设备的充放电过程，通过plc主控制器150的控制防止出现过充过放。锂电池组400主要起削峰填谷作用，在电力系统负载波动时，可以瞬时吸收或释放能量，增强系统稳定性同时使混合动力系统工作在经济运行点。示例性地，采用2个锂电池组400，每组电量160kwh，1c充放电倍率。
53.逆变电源柜130包括推进电机500逆变器，推进电机500逆变器连接于第一直流母线300和推进电机500之间，示例性地，推进电机500为变频电机，推进电机500逆变器通过plc主控制器150的控制对变频电机的转速与转矩进行控制。逆变电源柜130还包括日用负载逆变器，日用负载逆变器连接于第一直流母线300和第二直流母线600之间。示例性地，日用负载逆变器为将1000v直流电逆变为380v 50hz固定电压/频率的交流电，模拟船上日用
负载。
54.能量管理系统的功能为：控制主要作用为功率调节、负荷分配，实现供电侧与负载侧的负荷平衡，保证电网稳定运行。具有负载状态监测、变频器状态监测、过电压和欠电压监测、过流监测、发电单元故障监测、锂电池电量监测、锂电池充电指示、限功率、卸载、重载问询、故障切断、紧急停机等功能。
55.示例性地，该能量控制系统的控制方法为，采集柴油发电机组200、锂电池组400、超级电容器、推进电机500、第一直流母线300和第二直流母线600的运行信息；根据运行信息，控制控制系统运行在以下模式中的至少一种：纯电模式切换为其余模式、单柴发混动模式切换为其余模式、双柴发混动模式切换为其余模式、单柴发模式切换为其余模式和双柴发模式切换为其余模式。
56.本发明实施例通过设置直流组网船舶混动实验室的能量控制系统包括：整流配电柜110、斩波柜120、逆变电源柜130、状态采集模块140和plc主控制器150，实现了直流组网船舶混动实验室的多能源接入，电能管理与分配智能控制。具体地，能够对柴油发电机组200、储能设备、整流配电柜110、逆变电源柜130，斩波柜120、推进电机500、用电负载等进行能量的综合管理，实现了整个船舶混合动力实验室的能量分配更优化，能量转换更高效。
57.继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括变压器a00；整流配电柜110通过变压器a00与厂区电网电连接。
58.继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，逆变电源柜130和第二直流母线600通过变压器a00电连接；以及，厂区电网通过变压器a00与第二直流母线600电连接，厂区电网还用于模拟应急发电机组。
59.继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括：第三直流母线，连接于第二直流母线600和控制电之间；不间断电源与第二直流母线600电连接。可选地，第三直流母线和第二直流母线600之间通过变压器a00电连接。其中，第三直流母线和变压器a00构成交流配电板。
60.继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，采用负载箱模拟船舶交流用电负载，通过阻感负载箱700，可真实还原船舶日用负载特性。采用电机900进行模拟泵、阀，从而可以模拟出泵、阀启动对直流配电系统的影响。在船舶日用负载中，存在很多泵、阀等功率设备，其启动瞬间，启动电流可达到额定值的5～8倍，对直流配电系统的影响较大。
61.继续参见图2，在上述各实施例的基础上，可选地，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括：熔断器b00和断路器c00，连接于各设备之间，用于进行线路保护和开关。
62.图3为本发明实施例提供的另一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的结构示意图。参见图3，在上述各实施例的基础上，可选地，plc主控制器150采用冗余plc架构，即采用两套plc主控制器150。两套plc主控制器150独立运行并互为备用。一套plc主控制器150发挥主控制器的功能，另一套plc主控制器150作为备用控制器保持运行。一旦主控制器出现故障，备用控制器出将被自动切换成主控制器。这样设置，提升了直流组网船舶混动实验室运行的稳定性和可靠性。
63.在上述各实施例的基础上，可选地，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括：模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块。其中，模拟量
输入模块和数字量输入模块均与plc主控制器150的输入端电连接，用于将状态采集模块140输出的模拟量和数字量与plc主控制器150进行匹配。模拟量输出模块和数字量输出模块均与plc主控制器150的输出端电连接，用于将plc主控制器150输出的信号转换为与被控设备匹配的模拟量和数字量。这样设置，提升了运行信息和控制信号传输的可靠性。
64.在上述各实施例的基础上，可选地，每台柴油发电机均配置独立的机组管理模块，为柴油发电机提供保护。同时对柴油发电机的电压和频率等参数均独立监测。如果运行的某台柴油发电机出现高压、低压、高频、低频等故障时，plc主控制器150进行相应的故障柴油发电机组主开关自动脱扣控制。
65.在上述各实施例的基础上，可选地每组储能系统配置bms系统(battery management system，电池管理系统)，为储能电池系统提供保护，对储能系统的电压、电流、温度、功率、soc(super capacitor state of charge，超级电容荷电状态)等参数进行监控。如果运行的某组电池出现故障时，plc主控制器150进行相应的故障锂电池组主自动退出运行。
66.图4为本发明实施例提供的又一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统。参见图4，在上述各实施例的基础上，可选地，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统还包括人机界面交互装置160。人机界面交互装置160与plc主控制器150电连接；人机界面交互装置160用于根据plc主控制器150的信号进行工程生产管理系统控制操作、参数设置、运行状态和报警显示功能中的至少一种。示例性地，人机界面交互装置160布置在集控台上，可进行相关pms(power production management system，工程生产管理系统)控制操作、参数设置、运行状态及报警显示。
67.在上述各实施例的基础上，可选地，plc主控制器150与被控设备之间通过以下通信接口中的至少一种进行通信：以太网通信接口模块、can通信接口模块和工业现场总线协议通信接口模块，以进行实时同步通讯。示例性地，两套plc主控制器150之间采用光纤连接，走内部私有协议，实现主控制器冗余配置。plc主控制器150与直流配电柜控制器(包括整流配电柜110、斩波柜120、逆变电源柜130)之间采用工业现场总线协议，例如modbus-tcp通讯协议，采用rj45接口。plc主控制器150与储能系统控制器之间采用控制器局域网络协议，即can通讯协议。斩波柜120与储能系统控制器之间采用can通讯协议。plc主控制器150与柴油发电机组系统控制器之间采用工业现场总线协议，例如，modbus-rtu(485)通讯协议。plc主控制器150与人机界面交互装置160之间采用贝加莱私有协议等。
68.在上述各实施例的基础上，可选地，能量控制系统预留一定备用信号输出输入接口，以便扩展以及升级或替换控制程序。
69.综上所述，本发明实施例设置冗余plc主控制器150、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输入模块、数字量输出模块、以太网通信接口模块、can通信接口模块等。能量控制系统采用冗余plc架构，主要通过以太网和各设备进行通讯，分别采集柴油发电机组、锂电池组、超级电容器、厂区电网、直流配电板、交流配电板、推进电机、电涡流测功器等设备的运行信息、状态信息，主要包括各设备的电压、电流等模拟量以及开关状态的数字量等，最后通过计算分析将分析数据结果通过以太网交互到各个设备，完成数据通讯及控制。
70.具体地，能量管理柜中的plc主控制器150采集全船电气设备的运行、停机、状态等信息，采集流过每个开关的电压电流，并且能控制所有交流配电板上开关的分合闸，从而实
现包含纯电模式切换为其余模式模块、单柴发混动模式切换为其余模式、双柴发混动模式切换为其余模式模块、单柴发模式切换为其余模式模块和双柴发模式切换为其余模式模块的控制方法。
71.本发明实施例还提供了一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的控制方法，该控制方法适用于本发明任意实施例所提供的直流组网船舶混动实验室的能量控制系统，具备相应的有益效果。
72.图5为本发明实施例提供的一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的控制方法的流程示意图。参见图5，直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的控制方法包括以下步骤：
73.s110、采集柴油发电机组、锂电池组、超级电容器、推进电机、厂区电网、第一直流母线和第二直流母线的运行信息。
74.s120、根据运行信息，控制控制系统运行在以下模式中的至少一种：纯电模式切换为其余模式、单柴发混动模式切换为其余模式、双柴发混动模式切换为其余模式、单柴发模式切换为其余模式和双柴发模式切换为其余模式。
75.在上述各实施例的基础上，可选地，在采集步骤之前还包括：上电检测，包括软件自检和硬件自检；判断母线电压是否建立；若是，则执行后续步骤，否则执行母线电压建立步骤。图6为本发明实施例提供的另一种直流组网船舶混动实验室的能量控制系统的控制方法的流程示意图。参见图6，具体地，该控制方法包括以下步骤：进入程序；软件自检，若自检结果正常，则进行硬件自检，否则报错并跳出；若硬件自检结果正常，则判断第一母线电压是否建立，否则报错并跳出；若第一母线电压建立，则进入主逻辑程序，否则建立母线电压；从主逻辑控制跳出后，判断是否停机，若是则跳出，否则重新进入。
76.在上述各实施例的基础上，可选地，控制方法还包括：工程生产管理系统模式和岸电模式；其中，工程生产管理系统模式包括自动模式、半自动模式和手动模式；在自动模式下，控制系统的运行模式实现自动切换；在半自动模式下，控制系统的运行模式实现手动辅助自动切换；在手动模式下，控制系统的运行模式实现手动切换。图7为本发明实施例提供的一种主逻辑控制方法的流程示意图。参见图7，具体地，该控制方法包括以下步骤：进入程序；判断是否为自动模式，若是则判断是否初次启动，否则判断是否为半自动模式；若是初次启动，则进行第二电源模式自动选择，否则进行第一电源模式自动选择；若是半自动模式，则进行电源模式人工选择，否则判断是否为手动模式；在进行第一电源模式自动选择后、第二电源模式自动选择后或电源模式人工选择后，进行功率自动分配、信息处理及上送并跳出；若是手动模式，则进行信息处理及上送，并跳出，否则判断是否为岸电模式；若是岸电模式，则进入岸电逻辑、进行信息处理及上送，并跳出；否则进行信息处理及上送，并跳出。
77.其中，第一电源模式自动选择、第二电源模式自动选择、电源模式人工选择等均包括纯电模式切换为其余模式、单柴发混动模式切换为其余模式、双柴发混动模式切换为其余模式、单柴发模式切换为其余模式和双柴发模式切换为其余模式中的至少一种，在实际应用中可以根据需要进行设定。本发明实施例通过设置自动模式、半自动模式和手动模式等操作模式，可根据负载情况对柴油发电机组等发电单元进行起停、并网、脱网控制，以实现相对经济合理的运行模式。其中半自动模式和手动模式需要专业的操作人员来进行操
作，具体可以通过人机操作界面，采用触摸屏显示及操作。
78.在上述各实施例的基础上，可选地，纯电模式的运行条件包括：锂电池组的超级电容荷电状态大于第一设定值，且系统电力负载功率小于第二设定值；
79.和/或，单柴发模式的运行条件包括：锂电池组的超级电容荷电状态小于第一设定值，且系统电力负载功率小于第二设定值；
80.和/或，双柴发模式的运行条件包括：锂电池组的超级电容荷电状态小于第一设定值，且系统电力负载功率大于第二设定值；
81.和/或，单柴发混动模式的运行条件包括：锂电池组的超级电容荷电状态大于第一设定值，且系统电力负载功率小于第二设定值；
82.和/或，双柴发混动模式的运行条件包括：锂电池组的超级电容荷电状态大于第一设定值，且系统电力负载功率大于第二设定值。
83.其中，第一设定值和第二设定值可以根据需要进行设定，超级电容荷电状态即soc，第一设定值例如可以是soc额定值的10％～50％，第二设定值例如可以是系统电力负载功率额定值的50％～100％。那么，相应地，能量控制系统的电源模式切换控制策略为：
84.若储能系统soc大于设定值(10％～50％，可设定)，系统电力负载功率小于设定值(50％～100％，可设定)，则系统运行于纯电模式；
85.若储能系统soc小于设定值(10％～50％，可设定)，系统电力负载功率小于设定值(50％～100％，可设定)，则系统运行于单柴发模式；系统电力负载功率大于设定值(50％～100％，可设定)，则系统运行于双柴发模式；
86.储能系统soc大于设定值(10％～50％，可设定)，系统电力负载功率小于设定值(50％～100％，可设定)，则系统运行于单柴发混动模式；系统电力负载功率大于设定值(50％～100％，可设定)，则系统运行于双柴发混动模式；
87.由岸电模式由手动切入，一旦切入岸电模式，其它模式不生效。
88.在上述各实施例的基础上，可选地，控制方法还包括：停泊/应急发电机组能和主电源(柴油发电机组)中的任意一台进行短时并网时做不断电负荷转移。
89.在上述各实施例的基础上，可选地，控制方法还包括：为在电网异常情况下确保供电连续性，并按照机组负荷率和开关状态对推进系统功率进行稳态功率限制及暂态快速降低推进功率，以防止负荷突变引起发电机过载，导致全船停电而影响船舶安全。
90.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。