配電系統技術方案

在一船舶配電和推進系統中，包括一中壓配電母線（MVAC1）以及一低壓配電母線（LVAC1），可選地，對一整流器（SC）進行控制以提供有源濾波和靜態補償。一包括有ac發電機（G1-G4）的通用供電系統可向中壓和低壓配電母線提供電力。所述整流器（SC）連接在中壓配電母線（MVAC1）上。一控制器（Co）使用指示中壓和低壓配電母線（MVAC1，LVAC1）配電電壓的電量的反饋信號對整流器（SC）進行控制，以調整整流器（SC）ac端子的電量，從而獲取期望的、低壓配電母線（LVAC1）攜帶的配電電壓電量。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及配電系統，具體地，涉及可用于海洋船舶的配電系統，以用于向一或多 個推進電動機供電。
技術介紹
圖1示出了傳統船舶配電及推進系統的一個示例。一系列的柴油機用于驅動單個 發電機G，這些發電機向第一中壓配電盤或母線MVACl以及第二中壓配電盤或母線MVAC2提 供交流電。中壓母線配置有保護開關裝置，該開關裝置包括斷路開關以及相應的控制裝置， 開關設備在圖2中由符號X表示。功率轉換器PC用于將中壓母線連接到用于驅動推進器 的電推進電動機PM。通過保護開關裝置使各中壓母線相連。大部分船舶應用需要低壓，并且可以通過使用變壓器從中壓母線方便地得到該低 壓。在圖1所示的傳統船舶配電和推進系統中，通過第一變壓器Tl和保護開關裝置將第一 低壓配電盤或母線LVACI連接到第一中壓母線MVACI。通過第二變壓器T2和保護開關裝置 將第二低壓配電盤或母線LVAC2連接到第二中壓母線MVAC2。通過保護開關裝置使這些低 壓母線相連。可以將一系列非特定的電力負載(所標記的LVAC負載)連接到這些低壓母 線。盡管可以方便地將低壓母線連接到中壓母線，然而這種布置通常導致有問題的諧 波失真耦合。換句話說，在中壓母線中由推進電動機操作所引起的諧波失真例如會通過變 壓器Tl和T2傳遞到低壓母線。如果連接到低壓母線的電力負載需要低諧波失真(即，高 供電質量(QPS))，則這會對其正常操作引起潛在的問題。而且，一些連接到電壓母線的負載 自身會在低壓母線中引起諧波失真。這會通過變壓器Tl和T2傳遞到中壓母線。為了消除這種諧波失真，通常將大的昂貴的濾波器F連接到中壓母線，濾波器(未 示出)也被連接在低壓母線上。
技術實現思路
在實施例中，配電系統通過不同配電母線或配電盤提供不同的ac或dc配電電壓， 然后通過對連接在第一配電母線上的功率轉換器進行控制，以調節第一配電母線中的電 量，同時在第二配電母線中獲得期望的電量(例如，通過使用閉環控制策略去獲得)。為了達 到這個目的，第一和第二配電母線應接收來自通用供電系統的功率。在這里使用的術語“電 量”指的是任一或所有的電壓值、電流值、功率因數、頻率、諧波電壓失真以及各個配電電壓 的諧波電流失真。配電系統可以保留方便的布置，其中，通過變壓器可以通過第一配電母線攜帶的 配電電壓生成第二配電電壓母線攜帶的配電電壓。因此，第一配電母線中的任何諧波失真 可以通過變壓器轉移到第二配電母線，反之亦然。在一可選的布置中，不同的配電電壓可以 直接來自一 ac發電機，該ac發電機為通用供電系統的一部分，其中，通用供電系統包括多 個電位隔離的定子繞組(即雙或多輸出發電機)。換句話說，第一和第二配電母線可以電連接到ac發電機的各個定子繞組。這些定子繞組之間具有特別有效的相互耦合，這樣，各個 定子繞組中的每單位電抗性電壓降非常相關，甚至可能相同。因此，對于所有實用目的，第 一和第二配電母線上的供電質量(QPS)是相同的。由于雙或多輸出發電機中定子繞組之間 的相互耦合，第一配電母線中的任何諧波失真將會轉移到第二配電母線中，反之亦然。更具體地，本專利技術提供了一配電系統，該系統包括第一和第二配電母線，其中每 個母線攜帶有各自的配電電壓；通用供電系統，以用于向第一和第二配電母線提供功率; 一連接在第一配電母線上的功率轉換器，所述功率轉換器具有一 ac端子；以及一控制器， 所述控制器利用反饋信號來控制所述功率轉換器調節所述功率轉換器ac端子的電量，以 獲得期望的、由第二配電母線攜帶的配電電壓電量，其中，所述反饋信號指示了由第一和第 二配電母線攜帶的配電電壓的電量。第一和第二配電母線可通過任何合適的布線和母線技術實現。攜帶ac配電電壓的第一配電母線在第一布置中，優選地，通用供電系統包括ac發電機，所述ac發電機包括連接在 第一配電母線上的ac端子，所述第一配電母線攜帶有ac配電電壓。所述第一配電母線可以被劃分為兩個或多個部分，這些部分通過一交換連接連接 在一起，所述交換連接可以向各個相互特定隔離的各個部分開放。第一配電母線可以接收 來自多個ac發電機的電力，這些ac發電機可隨意配置，這樣每個發電機可連接到第一配電 母線的不同部分。所述ac發電機可以為任何類型，優選地，所述ac發電機由原動力驅動， 例如柴油機。容易理解地，根據生成電力的需要，配電系統可以具有任意數量和配置的ac 發電機以及原動力。所述ac發電機的ac端子可以通過交換連接電連接到所述第一母線，所述交換連 接可以向與第一配電母線特定電隔離的ac發電機開放。優選地，第一配電母線中電量的調 節將提高ac發電機的QPS，從而最大化增加ac發電機的輸出率和運行效率。如果第二配電母線也攜帶一 ac配電電壓，則通用供電系統可進一步包括一連接 在第一和第二配電母線之間的變壓器。因此，通過變壓器，用于第二配電母線的ac配電電 壓可方便地由第一配電母線的ac配電電壓得到。所述變壓器可以為任何合適的類型，可選 地，所述變壓器可任意地采用一相移，以在第一和第二配電母線上獲得QPS的折衷?？蛇x地，ac發電機可包括至少一對電位隔離的定子繞組，提供第一 ac電壓的第一 定子繞組連接在第一配電母線上，提供第二 ac電壓的第二定子繞組連接在第二配電母線 上。因此，可以從相同ac發電機可以獨立地獲得兩個不同的配電電壓。通常情況下每個定 子繞組包括多個個體定子線圈，這些個體定子線圈以合適的方式連接在一起。第二配電母 線可以攜帶一 ac或dc配電電壓。當第二配電母線攜帶ac配電電壓時，則第二配電母線直 接連接在第二定子繞組上。當第二配電母線攜帶dc配電電壓時，則第二配電母線通過第二 功率轉換器連接在第二定子繞組上。典型地，功率轉換器用于將電力負載連接在第一配電母線上，功率轉換器的ac端 子連接在第一配電母線上，功率轉換器的dc端子連接在電力負載上。因此，功率轉換器的 主要功能是對從第一配電母線流向電力負載的功率流進行調節。該功能在這里被稱為“功 率流控制”。在實施例中，當本專利技術的配電系統為一船舶配電和推進系統時，通常情況下電力負載包括一電推進電動機。所述電推進電動機可以為dc或ac電動機。當所述推進電動機 為dc電動機時，該電動機可以通過功率轉換器連接在第一配電母線上，通常情況下，其中 的功率轉換器可作為一整流器使用(例如，ac/dc功率轉換器)。當所述推進電動機為ac電 動機時，該電動機可以通過通常作為一整流器使用的功率轉換器(例如，ac/dc功率轉換器) 和額外的通常作為有源逆變器(例如，dc/ac功率轉換器)的功率轉換器連接在第一配電母 線上，該額外的功率轉換器可通過一個dc環節連接到功率轉換器上。功率轉換器的控制決 定于dc環節電流的出現,該dc環節電流是指流經功率轉換器和dc電動機之間的電流,或 流經功率轉換器和連接在ac電動機上的額外功率轉換器之間的電流。容易理解地，功率轉 換器的主要功能是調節來自第一配電母線的ac輸入電壓，并提供調節后的dc輸出電壓。在 這里應對該調節后的dc輸出電壓進行控制以與推進電動機協調，這樣，在任何特定軸輸出 功率下，dc環節電壓都可以用dc環節電流來替換。通過通頻類型的功率轉換器(例如，ac/ ac功率轉換器)，也可以將一 ac電動機連接到第一配電母線上，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.08 EP 10005871.81.一種配電系統，包括第一和第二配電母線(MVAC1，LVACl [圖1到圖4] ；MVDCl, LVACl [圖5以及圖6])，所述第一和第二配電母線每一條攜帶有各自的配電電壓；一通用供電系統(Gl [圖2和圖3] ；D0G1 [圖4到圖6]),用于向所述第一和第二配電母線提供功率；一功率轉換器(SC)，所述功率轉換器(SC)連接在所述第一配電母線(MVAC1[圖1到圖4]；MVDC1 [圖5以及圖6])上，所述功率轉換器具有ac端子；以及一控制器(Co)，所述控制器(Co)用于使用指示所述第一和第二配電母線攜帶的配電電壓電量的反饋信號(MVvfb,LVvfb)對所述功率轉換器(SC)進行控制，以調整所述功率轉換器ac端子的電量，以獲得期望的第二配電母線(LVACl)攜帶的配電電壓的電量。2.如權利要求1所述的配電系統，其特征在于，所述功率轉換(SC)根據選擇的或由控制器(Co)改變的一 PWM策略進行運行。3.如權利要求1或2所述的配電系統，其特征在于，所述通用供電系統包括一連接在所述第一配電母線(MVACl)上的ac發電機(Gl [圖2和圖3] ；D0G1 [圖4])，所述第一配電母線攜帶有一配電電壓。4.如權利要求3所述的配電系統，其特征在于，所述第二配電母線(LVACl)攜帶有一ac 配電電壓，所述通用供電系統還包括一變壓器(Tl)，所述變壓器(Tl)連接在所述第一和第二配電母線(MVAC1，LVAC1)之間。5.如權利要求3所述的配電系統，其特征在于，所述ac發電機(DOGl)包括至少一對電位隔離的定子繞組，第一定子繞組連接在所述第一配電母線(MVACl)上，用于提供第一 ac 電壓，第二定子繞組連接在所述第二配電母線(LVAC1)上，用于提供第二 ac電壓，所述第二配電母線攜帶一 ac或dc配電電壓。6.如權利要求5所述的配電系統，其特征在于，所述第二定子繞組通過第二功率轉換器連接在所述第二配電母線上，所述第二配電母線攜帶一 dc配電電壓。7.如權利要求3-6任一所述的配電系統，其特征在于，所述功率轉換器(SC)連接在所述第一配電母線(MVACl)和一電力負載之間，所述電力負載可選地包括一推進電動機 (PM)。8.如權利要求1或2所述的配電系統，其特征在于，所述通用供電系統包括一ac發電機(D0G1 [圖5和圖6])，所述功率轉換器(SC)連接在所述ac發電機和所述第一配電母線 (MVDCl)之間，所述第一配電母線攜帶一 dc配電電壓。9.如權利要求8所述的配電系統，其特征在于，所述ac發電機(DOGl)包括至少一對電位隔離的定子繞組，一第一定子繞組通過所述功率轉換器(SC)連接在所述第一配電母線 (MVDCl)上，所述第一定子繞組用于提供一第一 ac電壓，一第二定子繞組連接在所述第二配電母線(LVDCl)上，所述第二定子繞組用于提供一第二 ac電壓，所述第二配電母線攜帶一 ac或dc配電電壓。10.如權利要求9所述的配電系統，其特征在于，所述第二定子繞組通過一第二功率轉換器連接在所述第二配電母線上，所述第二配電母線攜帶一 dc配...

【專利技術屬性】
技術研發人員：艾倫·大衛·凱倫恩，拉爾夫·愛德溫·馬爾特比，尼古拉斯·西蒙·斯密，
申請(專利權)人：通用電氣能源電力轉化技術有限公司，
類型：
國別省市：