用于供电网络的模块化的变流器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于供电网络的变流器系统(1)，其具有第一和至少一个第二变流器设备(2)，其中，变流器设备(2)中的每一个包括：用于提供电压(UG)的电压源(3)，用于从由电压源(3)提供的电压(UG)中提供交流电压(U1，U2，U3)的逆变器装置(4)，和用于将施加在初级线圈上的、由逆变器(4)提供的交流电压(U1，U2，U3)变换为施加在次级线圈上的、变换后的交流电压UT1，UT2，UT3)的变压器装置(5)，其中，第一和至少一个第二变流器设备(2)的次级线圈串联地电连接，并且其中，在变流器系统(1)的输出端(A1，A2，A3)处施加由次级线圈的串联电路形成的中间电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的、用于供电网络的变流器系统。供电网络用于电网内的电能分配。在此尤其涉及中间电压电网(Mittelspannungsnetz)。这种中间电压电网通常用于100公里以内的路段上的能量传输。在此传输10kV或者更高的交流电压。
技术介绍
为了在中间电压电网中馈送或者提取电流，例如使用变流器系统，这些变流器系统例如包括低压变流器和变压器。通常，在此需要很大的并且非常重的变压器。在这种背景之下产生的问题是，变压器的运输在世界上并且也在欧洲内会带来巨大的问题，这些问题导致一些项目只能延迟地或者耗费巨大地执行。例如，为了运输重型变压器，必须进行公路建造工作、桥梁建造工作或者类似工作，其中，相应地强化行驶轨道是必要的，以便让这些行驶轨道可以由运输车行驶。原则上存在以如下的方式构造变流器系统的可行性，即使得该变流器系统不需要变压器，并且尽管如此还可以向中间电压电网馈电。然而，成本在此由于需要将变流器的组件实施到中间电压电网上而非常高。此外，这些变流器大部分都非常受限于其动力。通常对于项目，根据要求而在大部分情况下将变压器和变流器分开地制作，并且在必要时加大尺寸。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种能够成本更低且耗费更少地提供开头所述类型的变流器系统的解决方案。该目的通过一种具有权利要求1所述特征的变流器系统得以实现。本专利技术的有利改进方案是从属权利要求、说明书和附图的内容。根据本专利技术的、用于供电网络的变流器系统包括第一变流器设备和至少一个第二变流器设备，其中，变流器设备中的每一个包括：用于提供电压的电压源，用于从由电压源提供的电压中提供交流电压的逆变器装置，和用于将施加在初级线圈上的、由逆变器提供的交流电压变换为施加在次级电压上的、变换后的交流电压的变压器装置，其中，第一和至少一个第二变流器设备的次级线圈串联地电连接，并且其中，在变流器系统的输出端处施加由次级线圈的串联电路形成的中间电压。根据本专利技术，因此提出一种模块化的变流器系统，该变流器系统包括至少两个变流器设备，它们联合起来能够在供电网中馈送或提取电流。供电网络可以是低压电网或者是高压电网。供电网络特别地是中间电压电网。变流器设备在此优选构造相同地进行构造。变流器设备也可以不同地构造。变流器设备中的每一个包括能够提供电压的电压源。该电压源与逆变器装置电连接，所述逆变器装置设计用于将由电压源提供的电压转换成交流电压。逆变器装置又与变压器装置或者变压器装置的初级线圈电连接。在变压器装置的初级线圈上因此施加交流电压。该交流电压借助于变压器装置进行变换，从而在次级线圈上施加变换后的交流电压。变流器设备的次级线圈串联地电连接。此外，次级线圈与变流器系统的输出端或端口电连接。通过变流器设备的变压器装置可以提供与电压源或与逆变器装置的电隔离。因此，各个变流器设备的、施加在次级线圈上的、变换后的交流电压与中间电压相加。通过在变流器系统上使用的变流器设备的数量及其分别提供的电压，可以调适用于相应的应用场合的中间电压。此外，通过模块化地构造变流器系统可以简化变流器系统的运输。优选地，第一变流器设备的逆变器装置具有用于测量由至少一个第二变流器设备的逆变器装置提供的交流电压的测量单元。也可以设置的是，变流器设备中的每一个具有相应的测量单元，利用其能够检测由另外的变流器设备的至少一个逆变器装置提供的交流电压。测量单元例如可以设计用于检测交流电压的振幅和/或相位。因此可以利用一个变流器设备检查的是，另外的变流器设备是否运行良好。在一种实施方式中，第一变流器设备的逆变器装置设计用于，取决于至少一个第二变流器设备的逆变器装置的被测量的交流电压地调适由第一变流器设备的逆变器装置提供的交流电压的振幅和/或相位。例如可以利用第一变流器设备的逆变器装置的测量单元来测量由第二变流器设备的逆变器装置提供的交流电压。据此可以调适第一变流器设备的逆变器装置的振幅和/或相位。在此也可以设置的是，当第二变流器设备的逆变器装置有故障时，第一变流器设备的逆变器装置的交流电压的振幅就升高。此外，已经证明有利的是，第一变流器设备的逆变器装置设计用于如下地调适由第一变流器设备的逆变器装置提供的交流电压，即使得中间电压具有基本上正弦形式的变化曲线。利用第一变流器设备的逆变器装置的测量单元可以测量出由第二变流器设备的逆变器装置提供的交流电压的振幅和/或相位。如果交流电压的信号形式与正弦形式的变化曲线存在区别，那么就可以在振幅和/或相位方面以如下方式调适由第一变流器设备的逆变器装置提供的交流电压，即使得由变流器设备的、形成中间电压的变换后的交流电压组成的总电压(Summenspannung)具有基本上为正弦形式的变化曲线。以这种方式，能够在变流器系统的输出端处提供正弦形式的交流电压。在另一种设计方案中，变流器系统具有用于驱控第一和至少一个第二变流器设备的逆变器装置的控制装置。利用控制装置可以向逆变器装置输出相应的控制信号。逆变器装置也可以设计用于，取决于控制信号地调适由逆变器装置提供的交流电压的振幅和/或相位。控制装置可以如下地驱控逆变器装置，即实现各个变流器设备的均匀的负荷。例如可以在第一个预定的持续时间内运行第一组变流器设备，并且在接下来的第二个预定的持续时间内运行第二组变流器设备。因此可以避免的是，某个或者多个变流器设备一直不间断运行并且因此例如让这些变流器设备过载或者提前老化。优选地，第一变流器设备和/或至少一个第二变流器设备具有为了进行数据通信而与控制器连接的通信装置。相应的通信装置例如可以与测量单元相连。作为替选，通信装置本身可以设计用于，检测相应的逆变器装置的交流电压的振幅和/或相位并且将其传输给控制器。因此例如能够可靠地监控各个变流器设备的当前的运行状态。在另一种设计方案中，第一和至少一个第二变流器设备的相应的电压源设计用于将直流电压作为电压输出。换言之，相应的变流器设备的电压源可以设计成直流电压源。相应的电压源例如可以包括电池或蓄电池。相应的电压源也可以是光电设施的一部分。因此，例如可以借助于光电设施产生电能，并且借助于变流器系统直接馈送到中间电压电网中。优选地，在第一和至少一个第二变流器设备的相应的变压器装置中，初级线圈的绕组数对应于次级线圈的绕组数。变压器装置因此具有例如是1的传输比。这类变压器装置因此可以简单并且低成本地制造。在另一种实施方式中，第一和至少一个第二变流器设备的相应的逆变器装置设计用于输出第一交流电压和至少一个相对于第一交流电压相位移动的第二交流电压。相应的逆变器装置因此可以设计成多相的。例如可以输出具有三个以120度相位移动的交流电压的三相交流电压。以这种方式，变流器系统也可以用于设计成多相交流电系统的中间电压电网。此外已经证明有利的是，第一和至少一个第二变流器设备的相应的变压器装置包括至少两个具有初级侧和次级侧的子变压器，其中，在至少两个子变压器的第一子变压器的初级侧上施加第一交流电压，并且在至少两个子变压器的第二子变压器的初级侧上施加第二交流电压。变压器装置因此可以包括多个子变压器。它们可以构造成分离的组件。作为替选，变压器装置的子变压器例如可以具有共同的芯(Kern)。优选地，第一和至少一个第二变流器设备的第一子变压器的次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于供电网络的变流器系统(1)，所述变流器系统具有‑第一变流器设备和至少一个第二变流器设备(2)，其中，变流器设备(2)中的每一个包括：‑用于提供电压(UG)的电压源(3)，‑用于从由所述电压源(3)提供的电压(UG)中提供交流电压(U1，U2，U3)的逆变器装置(4)，和‑用于将施加在初级线圈上的、由逆变器(4)提供的交流电压(U1，U2，U3)变换为施加在次级线圈上的、变换后的交流电压UT1，UT2，UT3)的变压器装置(5)，‑其中，所述第一变流器设备的和至少一个所述第二变流器设备(2)的次级线圈串联地电连接，‑并且其中，在所述变流器系统(1)的输出端(A1，A2，A3)处施加由次级线圈的串联电路形成的中间电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于供电网络的变流器系统(1)，所述变流器系统具有-第一变流器设备和至少一个第二变流器设备(2)，其中，变流器设备(2)中的每一个包括：-用于提供电压(UG)的电压源(3)，-用于从由所述电压源(3)提供的电压(UG)中提供交流电压(U1，U2，U3)的逆变器装置(4)，和-用于将施加在初级线圈上的、由逆变器(4)提供的交流电压(U1，U2，U3)变换为施加在次级线圈上的、变换后的交流电压UT1，UT2，UT3)的变压器装置(5)，-其中，所述第一变流器设备的和至少一个所述第二变流器设备(2)的次级线圈串联地电连接，-并且其中，在所述变流器系统(1)的输出端(A1，A2，A3)处施加由次级线圈的串联电路形成的中间电压。2.根据权利要求1所述的变流器系统(1)，其中，所述第一变流器设备(2)的逆变器装置(4)具有用于测量由至少一个所述第二变流器设备(2)的逆变器装置(4)提供的交流电压的测量单元。3.按照权利要求1所述的变流器系统(1)，其中，所述第一变流器设备(2)的逆变器装置(4)设计用于，取决于至少一个所述第二变流器设备(2)的逆变器装置(4)的被测量的交流电压地调适由所述第一变流器设备(2)的逆变器装置(4)提供的交流电压(U1，U2，U3)的振幅和/或相位。4.根据权利要求3所述的变流器系统(1)，其中，所述第一变流器设备(2)的逆变器装置(4)设计用于如下地调适由所述第一变流器设备(2)的逆变器装置(4)提供的交流电压(U1，U2，U3)，即使得所述中间电压具有基本上正弦形式的变化曲线。5.根据前述权利要求中任一项所述的变流器系统(1)，其中，所述变流器系统(1)具有用于驱控所述第一变流器设备的和至少一个所述第二变流器设备(2)的逆变器装置(4)的控制装置。6.根据权利要求5所述的变流器系统(1)，其中，所述第一变流器设备和/或至少一个所述第二变流器设备(2)具有为...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·普法伊费尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE