CN116325405A - 电力*** - Google Patents

电力*** Download PDF

Info

Publication number
CN116325405A
CN116325405A CN202180070269.5A CN202180070269A CN116325405A CN 116325405 A CN116325405 A CN 116325405A CN 202180070269 A CN202180070269 A CN 202180070269A CN 116325405 A CN116325405 A CN 116325405A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power system
pole
bus
busbar
direct voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180070269.5A
Other languages
English (en)
Inventor
尤西·帕库奈宁
安德雷·拉纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Danfoss Edtern
Original Assignee
Danfoss Edtern
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Danfoss Edtern filed Critical Danfoss Edtern
Publication of CN116325405A publication Critical patent/CN116325405A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/14—Balancing the load in a network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/42—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ships or vessels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Suspension Of Electric Lines Or Cables (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

一种电力***包括直流电压母线(101，102)和至少两条母线联接链路(103‑105)，这些母线连接链路各自连接在这些直流电压母线之间。每条母线联接链路在该母线联接链路的正极与负极之间包括至少一个电容器(106‑111)。每条母线联接链路的至少一个极经由诸如熔断器等过电流保护设备(112‑117)连接到直流电压母线的相应极(118，119)。这些母线联接链路的电容器形成分布式电容器储存，该分布式电容器储存能够向电力***提供故障电流以使过电流保护设备操作，从而实现区域选择性。该电力***可以是例如轮船或其他船舶的电力***。

Description

电力***
技术领域
本披露涉及一种电力***，该电力***可以例如是但不一定是轮船或其他船舶的电力***。
背景技术
在许多情况下，电力***包括被配置为向负载供应电能且需要独立于彼此维持可操作性的两条或更多条直流电压母线。该电力***可以是例如轮船或其他船舶的电力***，在这种情况下，该电力***的负载可以包括例如一个或多个推进马达、船舶的交流电压网络、以及其他负载(诸如一个或多个船首推力器马达)。这些马达有利地是交流“AC”马达，并且对应的负载转换器是用于将直流电压母线的直流电压转换为适用于AC马达的交流电压的逆变器。
上述种类的电力***的成本有效设计常常最终高度依赖于经由互连的直流电压母线的电力流来进行正常操作，同时在直流电压母线断开的情况下仍可能进行故障操作。在典型的设计中，在正常操作期间直流电压母线与母线联接链路互连，其中，母线联接链路设置有诸如熔断器或过电流继电器等过电流保护设备，用于在故障情况下将直流电压母线彼此断开。然而，结合上述种类的电力***，用过电流保护来维持区域选择性可能具有挑战性，因为例如在母线联接链路发生故障的情况下，故障电流可能从两条直流电压母线流到故障，并且因此，将母线联接链路连接到直流电压母线的过电流保护设备中的每一个仅携带一部分(例如大约一半)的故障电流。因此，在***的直流电压电容器限制和/或提供短路电流可用性的直流电压电气***中，高额定功率的母线联接链路要求直流电压母线上有较高的电容量，以便提供激活位于母线联接链路上的过电流保护设备(例如，熔断位于母线联接链路上的熔断器)所需的能量。
发明内容
下文呈现了简化的发明内容以便提供对各个发明实施例的某些方面的基本理解。该发明内容不是本发明的广泛概要。其既不旨在标识出本发明的关键或必不可少要素，也不旨在界定本发明的保护范围。以下发明内容仅仅以简化的形式呈现本发明的一些概念作为对本发明的示例性实施例的更详细的说明的序言。
根据本发明，提供了一种新型电力***，该电力***可以例如是但不一定是轮船或其他船舶的电力***。
根据本发明的电力***包括第一直流电压母线和第二直流电压母线和至少两条母线联接链路，这些母线联接链路各自连接在第一直流电压母线和第二直流电压母线之间，其中：
-这些母线联接链路中的每一条在该母线联接链路的第一极与第二极之间包括至少一个电容器，并且
-这些母线联接链路中的每一条的至少第一极经由过电流保护设备(例如，熔断器或过电流继电器)连接到该第一直流电压母线和第二直流电压母线的第一极，这些过电流保护设备中的每一个被配置为响应于该过电流保护设备中的过电流情况而切断电流。
上述母线联接链路的电容器形成分布式电容器储存，该分布式电容器储存能够向电力***提供故障电流以使过电流保护设备操作，从而实现区域选择性。这些母线联接链路的上述第一极以及第一直流电压母线和第二直流电压母线的第一极可以是例如母线联接链路的正极以及第一直流电压母线和第二直流电压母线的正极。然而，还可能的是，这些第一极是负极。
根据本发明，还提供了一种新型船舶，该船舶包括根据本发明的电力***。该船舶的电力***的负载可以包括例如一个或多个推进马达、船舶的交流电压网络、和/或其他负载(诸如一个或多个船首推力器马达)。这些马达有利地是交流“AC”马达，并且对应的负载转换器是用于将直流电压转换为适用于AC马达的交流电压的逆变器。
在所附从属权利要求中描述了示例性和非限制性实施例。
当结合附图阅读时，将根据对以下对具体示例性和非限制性实施例的说明最佳地理解关于构造和操作方法两者的各个示例性和非限制性实施例及其附加目的和优点。
动词“包括(to comprise)”和“包括(to include)”在此文档中用作既不排除也不要求存在未记载的特征的开放性限制。除非另外明确地说明，否则可以自由地将从属权利要求中记载的特征相互组合。此外，应理解的是，贯穿本文档，使用“一个”或“一种”(即单数形式)并不排除多个。
附图说明
下文将在示例的意义上并参考附图对示例性和非限制性实施例及其优点进行更详细的解释，在附图中：
图1示出了根据示例性和非限制性实施例的电力***的示意性图示，以及
图2示出了根据示例性和非限制性实施例的电力***的示意性图示。
具体实施方式
下文给出的说明中所提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求书的范围和/或适用性。除非另外明确说明，下文给出的说明中所提供的示例列表和示例组是不可穷举的。
图1示出了根据示例性和非限制性实施例的电力***的示意性图示。在此示例性情况下，电力***是船舶132(其可以是例如轮船)的电力***。该电力***包括第一直流电压母线101和第二直流电压母线102。在图1所展示的示例性电力***中，连接到第一直流电压母线101的电源布置包括电池设备131，该电池设备被配置为经由直流电压-直流电压“DC-DC”转换器132并经由过电流保护设备133向第一直流电压母线101供应电能。然而，还可能的是，根据示例性和非限制性实施例的电力***包括例如发电机和/或燃料电池来作为电池设备的补充或替代。在图1所展示的示例性情况下，过电流保护设备133是熔断器，但还可能的是过电流保护设备133是过电流继电器。
第一直流电压母线101包括电力出口，这些电力出口中的每一个被配置为向该电力***的负载供应电力并且设置有过电流保护设备。在图1中，这些电力出口之一用附图标记128表示，并且电力出口128的过电流保护设备(例如，熔断器或过电流继电器)用附图标记130表示。由电力出口128供电的负载用附图标记129表示。在此示例性情况下，负载129包括交流“AC”推进马达135和用于将第一直流电压母线101的直流电压转换为适用于推进马达135的交流电压的逆变器134。此外，第一直流电压母线101包括另一个电力出口，该另一个电力出口用于向包括船舶132的交流“AC”网络136的至少一部分的负载供应电能。在图1所展示的示例性电力***中，连接到第二直流电压母线102的电源布置和负载与连接到第一直流电压母线101的电源布置和负载类似。然而还可能的是，第一直流电压母线和第二直流电压母线连接到不同的电源布置和/或不同的负载。
该电力***包括各自连接在第一直流电压母线101与第二直流电压母线102之间的母线联接链路。在图1所展示的示例性情况下，电力***包括三条母线联接链路103、104和105。然而还可能的是，根据示例性和非限制性实施例的电力***在两条直流电压母线之间仅包括两条母线联接链路，或包括多于三条母线联接链路。这些母线联接链路中的每一条在该母线联接链路的第一极与第二极之间包括电容器。母线联接链路103包括电容器106和107，母线联接链路104包括电容器108和109，并且母线联接链路105包括电容器110和111。在这些母线联接链路中的每一条上，这两个电容器有利地在所考虑的母线联接链路的端部附近，使得该母线联接链路的大部分物理长度在这两个电容器之间。每个电容器可以包括例如一个或多个双电层电容器“EDLC”元件。
这些母线联接链路103-105中的每一条的第一极经由过电流保护设备(例如，熔断器或过电流继电器)连接到第一直流电压母线101的第一极118和第二直流电压母线102的第一极119。第一极可以是例如正电压极。这些过电流保护设备中的每一个被配置为响应于所考虑的过电流保护设备中的过电流情况而切断电流。母线联接链路103经由过电流保护设备112和113连接到第一直流电压母线101的第一极118和第二直流电压母线102的第一极119。对应地，母线联接链路104经由过电流保护设备114和115连接到第一直流电压母线和第二直流电压母线的第一极，并且母线联接链路105经由过电流保护设备116和117连接到第一直流电压母线和第二直流电压母线的第一极。
为了便于说明，考虑母线联接链路之一上存在故障(例如，短路或线对地短路)的示例性故障情况。在不限制一般性的情况下，可以考虑母线联接链路105上存在故障137的故障情况。在此示例性情况下，电流通过电容器110和111供应到故障137。此外，电流通过第一直流电压母线101的电容器126经由过电流保护设备116、以及通过第二直流电压母线102的电容器127经由过电流保护设备117供应到故障137。又此外，电流通过母线联接链路103的电容器106和107经由过电流保护设备112、113、116和117供应到故障137。又此外，电流通过母线联接链路104的电容器108和109经由过电流保护设备114、115、116和117供应到故障137。因此，过电流保护设备116和117的总电流包括来自许多源的电流，并且因此，在过电流保护设备112-115在很长的时间内传导的电流多到使得过电流保护设备112-115做出反应之前，过电流保护设备116和117就会切断电流并从而将母线联接链路105和故障137与电力***的其他部分分隔开。
接下来，考虑直流电压母线之一上存在故障的示例性故障情况。在不限制一般性的情况下，可以考虑第一直流电压母线101上存在故障138的情况。在此示例性情况下，电流通过电容器126向供应到故障138。此外，电流通过电容器106-111经由过电流保护设备112、114和116供应到故障138。作为推论，过电流保护设备112、114和116切断电流，从而将第一直流电压母线101与第二直流电压母线102分隔开。
如上文呈现的示例性故障情况所展示的，母线联接链路103-105的电容器106-111形成分布式电容器储存，该分布式电容器储存能够向电力***提供故障电流以使过电流保护设备操作，从而实现区域选择性。
图2示出了根据示例性和非限制性实施例的电力***的示意性图示。该电力***包括第一直流电压母线201和第二直流电压母线202。该电力***包括三条母线联接链路203、204和205，这些母线联接链路各自连接在第一直流电压母线201与第二直流电压母线202之间。这些母线联接链路中的每一条在该母线联接链路的第一极与第二极之间包括电容器。母线联接链路203包括电容器206，母线联接链路204包括电容器208，并且母线联接链路205包括电容器210。母线联接链路203-205中的每一条的第一极经由过电流保护设备212、213、214、215、216和217(例如熔断器或过电流继电器)连接到第一直流电压母线201的第一极218和第二直流电压母线202的第一极219。对应地，这些母线联接链路203-205中的每一条的第二极经由过电流保护设备220、221、222、223、224和225连接到第一直流电压母线201的第二极226和第二直流电压母线202的第二极227。在图2所展示的示例性电力***中，上述第一极是正极，并且上述第二极是负极。在图2所展示的示例性电力***中，母线联接链路包括开关断开器231，用于断开利用第一直流电压母线201与第二直流电压母线202之间的母线联接链路实施的电连接。
上文给出的说明中所提供的具体示例不应被解释为限制所附权利要求书的适用性和/或解读。除非另外明确说明，上文给出的说明中所提供的示例列表和示例组是不可穷举的。

Claims (11)

1.一种电力***，包括第一直流电压母线和第二直流电压母线(101，102，201，202)，其特征在于：
-该电力***进一步包括至少两条母线联接链路(103-105，203-205)，这些母线联接链路各自连接在该第一直流电压母线与该第二直流电压母线之间，
-这些母线联接链路中的每一条在该母线联接链路的第一极与第二极之间包括至少一个电容器(106-111，206，208，210)，以及
-这些母线联接链路中的每一条的至少该第一极经由过电流保护设备(112-117，212-217)连接到该第一直流电压母线和该第二直流电压母线的第一极(118，119，218，219)，这些过电流保护设备中的每一个被配置为响应于该过电流保护设备的过电流情况而切断电流。
2.根据权利要求1所述的电力***，其中，这些母线联接链路中的每一条的该第二极经由其他过电流保护设备(220-225)连接到该第一直流电压母线和该第二直流电压母线的第二极(226，227)。
3.根据权利要求1或2所述的电力***，其中，这些母线联接链路(103-105)中的每一条包括两个电容器(106，107，108，109，110，111)，这些电容器各自位于该母线联接链路的第一极与第二极之间。
4.根据权利要求3所述的电力***，其中，该两个电容器(106，107，108，109，110，111)位于所考虑的母线联接链路的端部附近，使得该母线联接链路的大部分物理长度在该两个电容器之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力***，其中，该第一直流电压母线在该第一直流电压母线的第一极(118)与该第一直流电压母线的第二极之间包括电容器(126)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力***，其中，该第二直流电压母线在该第二直流电压母线的第一极(119)与该第二直流电压母线的第二极之间包括电容器(127)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电力***，其中，该第一直流电压母线和第二直流电压母线中的每一条包括至少一个电力出口(128)，该至少一个电力出口设置有过电流保护设备(130)，并且适用于向该电力***的负载供应电力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电力***，其中，这些母线联接链路中的每一条的每个电容器包括一个或多个双电层电容器元件。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电力***，其中，这些过电流保护设备包括熔断器。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电力***，其中，这些母线联接链路中的每一条包括开关断开器(231)，用于断开利用该第一直流电压母线与该第二直流电压母线之间的母线联接链路实施的电连接。
11.一种船舶(132)，包括根据权利要求1至10中任一项所述的电力***。
CN202180070269.5A 2020-10-15 2021-09-16 电力*** Pending CN116325405A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20201968.3 2020-10-15
EP20201968.3A EP3985822B1 (en) 2020-10-15 2020-10-15 An electric power system
PCT/EP2021/075403 WO2022078697A1 (en) 2020-10-15 2021-09-16 An electric power system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116325405A true CN116325405A (zh) 2023-06-23

Family

ID=72964428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180070269.5A Pending CN116325405A (zh) 2020-10-15 2021-09-16 电力***

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230378747A1 (zh)
EP (1) EP3985822B1 (zh)
JP (1) JP2023545111A (zh)
KR (1) KR20230087504A (zh)
CN (1) CN116325405A (zh)
FI (1) FI3985822T3 (zh)
WO (1) WO2022078697A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3095422B1 (fr) * 2019-04-25 2022-01-21 Safran Helicopter Engines Réseau d’alimentation en énergie électrique pour aéronef

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003299537A1 (en) * 2002-09-18 2004-06-07 Sure Power Corporation Dc power system for marine vessels
BRPI0715946A2 (pt) * 2007-10-22 2013-07-30 Siemens Aktiemgesellschaft mecanismo de distribuiÇço elÉtrico, particularmente para conectar geradores e impulsores em navios dinamicamente posicionados
EP3229334B1 (en) * 2016-04-05 2020-08-12 Danfoss Editron Oy An electric power system for supplying electric energy to a vessel
EP3393029B1 (en) * 2017-04-20 2019-07-03 Danfoss Mobile Electrification Oy A power converter and an electric power system

Also Published As

Publication number Publication date
EP3985822B1 (en) 2023-09-27
JP2023545111A (ja) 2023-10-26
KR20230087504A (ko) 2023-06-16
US20230378747A1 (en) 2023-11-23
WO2022078697A1 (en) 2022-04-21
EP3985822A1 (en) 2022-04-20
FI3985822T3 (fi) 2023-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101931138B1 (ko) 선박 상에서의 전력 분배
CN100380767C (zh) 风能***以及用于运行该种风能***的方法
US20060103137A1 (en) Wind power installation
CN101836342B (zh) 用于连接动态定位的船舶中的发电机和推进器的电气开关设备及其运行方法
EP3035477A1 (en) A power system comprising a central energy storage system and a method of controlling power transfer in a power system
CN116014681B (zh) 一种光伏发电***的保护装置、保护方法及光伏发电***
US20160001674A1 (en) Apparatus for providing an electric voltage with a serial stack converter and a drive arrangement
AU2018238950B2 (en) Power distribution system
KR20230124078A (ko) 태양광 발전 시스템, 태양광 인버터 및 직류 컴바이너박스
US8040113B2 (en) Fault tolerant generator or starter/generator with low torque ripple
US9692227B2 (en) DC supply unit for a power provision unit
CN116325405A (zh) 电力***
EP3282584A1 (en) Power distribution system and method
KR100630210B1 (ko) 잠수함
CN110663152B (zh) 高度冗余的直流电压网络
US7573153B2 (en) Power supply apparatus for field devices
US11784494B2 (en) Direct current power supply system, photovoltaic system, energy storage system, and optical storage system
CN113629695A (zh) 船舶直流综合电力***及其短路保护设计方法
CN217956765U (zh) 一种供电***
CN113394870B (zh) 一种交流直流通用配电板及照明***控制方法
SU589663A1 (ru) Электрическа сеть
CN115360691A (zh) 用于冗余地为至少两个电路供电的电路装置
CN117154645A (zh) 逆变器直流侧短路的保护方法、逆变器及光伏逆变***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination