多源電功率系統的無間斷功率轉換技術方案

提供用于在電源（110，120）之間轉換功率輸送到電氣母線(130)的系統和方法。在一個示例中，多源功率系統能夠包含具有至少兩個電源（110，120）的電氣母線(130)，每個電源能夠例如經由接觸器（115，125）選擇性地耦合到電氣母線(130)。電源(120)中的至少一個能夠包含單向或雙向功率變換器(124)。電功率系統能夠還包含控制系統(200)，控制系統配置成控制功率變換器(124)的功率輸出（例如，輸出電壓和輸出電流）以在第一與第二電源（110，120）之間提供功率輸送到電氣母線(130)的無間斷功率轉換。在示范實施例中，能夠通過將電源(120)的輸出電流調節到固定電流值、電流斜坡和/或通過使用編程到電壓調節器(224)中的虛擬電阻(226)來實現無間斷功率轉換。

Uninterrupted power conversion of multi source electrical power system

A system and method are provided for converting power between the power supply (110120) to the electrical bus (130). In one example, multi-source power system can contain at least two (110120) of the electrical power supply bus (130), each power supply can e.g. via a contactor (115125) selectively coupled to an electrical bus (130). At least one of the power supply (120) can include a unidirectional or bidirectional power converter (124). The electric power system can also include control system (200), the control system is configured to control the power converter (124) power output (e.g., output voltage and output current) in the first and second power supply (110120) between the power delivered to the electrical bus (130) without interruption of power conversion. In an exemplary embodiment, the power supply (120) of the output current is adjusted to a fixed current value, the current ramp and / or through the use of programming to a voltage regulator (224) in the virtual resistor (226) to achieve uninterrupted power conversion.

【技術實現步驟摘要】
多源電功率系統的無間斷功率轉換
本主題一般涉及多源電功率系統，并且更具體地說，涉及在多源電功率系統中在電源之間轉換功率。
技術介紹
多源電功率系統能夠包含能夠從多個電源接收功率的電氣母線。例如，接觸器或其它切換元件能夠用來選擇性地將多個電源的每個耦合到電氣母線。耦合到電氣母線的電源中的至少一個能夠包含用來將由電源生成的功率變換成適合于電氣母線的功率的功率變換器。例如，在航空系統中，用于飛機上的航空電子設備、馬達和其它電氣設備的電功率能夠由耦合到電氣母線的多個發電機系統提供。每個發電機系統能夠包含耦合到燃氣渦輪引擎的發電機。每個發電機能夠將由燃氣渦輪引擎生成的機械能變換成交流(AC)功率。功率變換器能夠用來將生成的AC功率變換成用于DC電氣母線的直流(DC)功率。在某些情況下，能夠期望在耦合到電氣母線的電源之間切換功率輸送。例如，可期望將功率輸送從多個電源中的一個轉換到另一個電源。在耦合到電氣母線的電源之間轉換功率輸送能夠引起功率中斷和/或功率質量中的擾動，例如在有關源之間的電壓突降或電壓尖峰或高循環電流。例如，在AC系統中，通過將拾取源（例如，添加到電氣母線的電源）的電壓設置成高于已經輸送功率到電氣母線的電源的電壓的電壓，能夠實現在多源電功率系統中的多個電源之間的功率輸送轉換。由于新電源的更高電壓設置點能夠導致拾取電氣母線上的全部負載，因此這能夠導致在電源之間的功率振蕩。這能夠潛在地在電流增大時造成母線電壓的下降，并且負載轉換回到原始源。另外，連接到母線的源的頻率能夠從母線的頻率稍微偏移。因此，在新源添加到電氣母線時，能夠發生在源之間的未知和不受控負載轉換。在DC系統中，使用能夠獲得（source）或降低負載一直到每個源的完全功率能力并且包含每個源的完全功率能力的電源，能夠將拾取源耦合到電氣母線。另外和/或在備選方案中，復雜的算法能夠用來調整用于電源的調節器之間的內部電壓設置點以降低循環電流。這些技術能夠導致未知和不受控的負載轉換，并且能夠導致在電源之間的顯著振蕩和大的功率損耗。因此，在降低功率中斷和功率質量中的擾動的同時，存在對于用于在多源電功率系統中的電源之間轉換功率輸送的系統和方法的需要。
技術實現思路
本公開的實施例的方面和優點將部分在下面的描述中陳述，或者可從描述中學習，或者可通過實施例的實施來學習。本公開的一個示例方面針對一種用于在第一電源與第二電源之間轉換功率輸送到電氣母線的方法。方法包含至少部分基于電氣母線的測量的電壓，采用電壓調節器調節第二電源的輸出電壓。方法還包含將第二電源耦合到電氣母線，使得第一電源和第二電源在轉換時期內均耦合到電氣母線。在轉換時期期間，方法包含從第一電源與第二電源分配功率輸送到電氣母線，使得第二電源提供受控功率輸送到電氣母線。方法還包含在轉換時期結束時將第一電源與電氣母線解耦。本公開的另一個示例方面針對一種電功率系統。電功率系統能夠包含第一電源和第二電源。第二電源能夠包含功率變換器。系統還能夠包含配置成選擇性耦合到第一電源和配置成選擇性地耦合到第二電源的電氣母線。系統還包含控制系統，控制系統具有配置成調節功率變換器的輸出電流的電流調節器和配置成調節功率變換器的輸出電壓的電壓調節器。在控制系統接收轉換信號，信號指示發起將到電氣母線的功率輸送從第一電源到第二電源的轉換時，電壓調節器配置成調節第二電源的輸出電壓，以匹配與電氣母線關聯的電壓，并且用于電流調節器的電流設置點被調整到大約零安培的固定電流設置點。本公開的另一個示例方面針對一種用于在第一電源與第二電源之間轉換功率輸送到電氣母線的方法。方法包含將與第二電源關聯的電流調節器的電流設置點設置成固定電流設置點，并且將第一電源耦合到電氣母線，使得第一電源和第二電源在轉換時期內均連接到電氣母線。在轉換時期期間，方法包含至少部分基于固定電流設置點，調節第二電源的輸出電流。方法還包含在轉換時期結束時，將第二電源與電氣母線解耦。對本公開的這些示例方面能夠進行變化和修改。參照下面的描述和所附權利要求，各種實施例的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解。合并在本說明書中并且構成本說明書的一部分的附圖圖示本公開的實施例，并且與描述一起用來解釋有關原理。本專利技術提供一組技術方案,如下:1.一種用于在第一電源與第二電源之間轉換功率輸送到電氣母線的方法，所述方法包括：至少部分基于所述電氣母線的測量的電壓，采用電壓調節器調節所述第二電源的輸出電壓；將所述第二電源耦合到所述電氣母線，使得所述第一電源和所述第二電源在轉換時期內均耦合到所述電氣母線；在所述轉換時期期間，在所述第一電源與所述第二電源之間分配功率輸送到所述電氣母線，使得所述第二電源提供受控的功率輸送到所述電氣母線；以及在所述轉換時期結束時，將所述第一電源與所述電氣母線(130)解耦。2.如技術方案1所述的方法，其中在將所述第二電源耦合到所述電氣母線前，所述方法包括將用于與所述第二電源關聯的電流調節器的電流設置點設置成固定電流設置點。3.如技術方案2所述的方法，其中所述固定電流設置點為大約零安培。4.如技術方案1所述的方法，其中在使所述第一電源與所述電氣母線解耦后，所述方法還包括采用所述電壓調節器調節所述第二電源的所述輸出電壓。5.如技術方案1所述的方法，其中從所述第一電源和所述第二電源分配功率輸送到所述電氣母線包括在所述轉換時期期間，至少部分基于固定電流設置點,采用電流調節器調節所述第二電源的輸出電流。6.如技術方案1所述的方法，其中從所述第一電源和所述第二電源分配功率輸送到所述電氣母線包括在所述轉換時期期間，根據電流斜坡，采用電流調節器調節所述第二電源的輸出電流。7.如技術方案5所述的方法，其中在使所述第一電源與所述電氣母線解耦后，所述方法停止采用所述電壓調節器調節所述第二電源的所述輸出電流。8.如技術方案1所述的方法，其中從所述第一電源和所述第二電源分配功率輸送到所述電氣母線包括至少部分基于虛擬電阻，采用所述電壓調節器調節所述第二電源的輸出電壓，使得所述第二電源的所述輸出電壓在從所述第二電源提供的輸出電流增大時降低。9.如技術方案1所述的方法，其中所述轉換時期是具有預定持續時間的時間期。10.如技術方案1所述的方法，其中所述方法還包括：將與所述第二電源關聯的電流調節器的電流設置點設置成大約零安培的固定電流設置點；將所述第一電源耦合到所述電氣母線，使得所述第一電源和所述第二電源在第二轉換時期內均連接到所述電氣母線；以及在所述第二轉換時期期間，至少部分基于大約零安培的所述固定電流設置點，調節所述第二電源的輸出電流；以及在所述第二轉換時期結束時，將所述第二電源與所述電氣母線解耦。11.如技術方案1所述的方法，其中所述第二電源包括功率變換器。12.如技術方案11所述的方法，其中所述電氣母線是與飛機關聯的DC母線或AC母線。13.如技術方案11所述的方法，其中所述第一電源和所述第二電源各包括發電機,各發電機通過飛機的燃氣渦輪引擎以機械方式供以動力。14.一種電功率系統，包括：第一電源；第二電源，所述第二電源包括功率變換器；電氣母線，配置成選擇性地耦合到所述第一電源和配置成選擇性地耦合到所述第二電源；控制系統，包括配置成調節所述功率變換器的輸出電流的電流調節器，所述控制系統還包括配置本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于在第一電源(110)與第二電源(120)之間轉換功率輸送到電氣母線(130)的方法，所述方法包括：至少部分基于所述電氣母線(130)的測量的電壓，采用電壓調節器(224)調節所述第二電源(120)的輸出電壓；將所述第二電源(120)耦合到所述電氣母線(130)，使得所述第一電源(110)和所述第二電源(120)在轉換時期內均耦合到所述電氣母線(130)；在所述轉換時期期間，在所述第一電源(110)與所述第二電源(120)之間分配功率輸送到所述電氣母線(130)，使得所述第二電源(120)提供受控的功率輸送到所述電氣母線(130)；以及在所述轉換時期結束時，將所述第一電源(110)與所述電氣母線(130)解耦。

【技術特征摘要】
2015.10.30 US 14/9276311.一種用于在第一電源(110)與第二電源(120)之間轉換功率輸送到電氣母線(130)的方法，所述方法包括：至少部分基于所述電氣母線(130)的測量的電壓，采用電壓調節器(224)調節所述第二電源(120)的輸出電壓；將所述第二電源(120)耦合到所述電氣母線(130)，使得所述第一電源(110)和所述第二電源(120)在轉換時期內均耦合到所述電氣母線(130)；在所述轉換時期期間，在所述第一電源(110)與所述第二電源(120)之間分配功率輸送到所述電氣母線(130)，使得所述第二電源(120)提供受控的功率輸送到所述電氣母線(130)；以及在所述轉換時期結束時，將所述第一電源(110)與所述電氣母線(130)解耦。2.如權利要求1所述的方法，其中在將所述第二電源(120)耦合到所述電氣母線(130)前，所述方法包括將用于與所述第二電源(120)關聯的電流調節器(222)的電流設置點設置成固定電流設置點。3.如權利要求2所述的方法，其中所述固定電流設置點為大約零安培。4.如權利要求1所述的方法，其中在使所述第一電源(110)與所述電氣母線(130)解耦后，所述方法還包括采用所述電壓調節器(224)調節所述第二電源(120)的所述輸出電壓。5.如權利要求1所述的方法，其中從所述第一電源(110)和所述第二電源(120)分配功率輸送到所述電氣母線(130)包括在所述轉換時期期間，至少部分基于固定電流設置點,采用電流調節器(222)調節所述第二電源(120)的輸出電流。6.如權利要求1所述的方法，其中從所述第一電源(110)和所述第二電源(120)分配功率輸送到所述電氣母線(130)包括在所述轉換時期期間，根據電流斜坡，采用電流調節器(222)調節所述第二電源(120)的輸出電流。7.如權利要求5所述的方法，其中在使所述第一電源...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R巴芬巴格，張金輝，
申請(專利權)人：通用電氣航空系統有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國,US