【技术实现步骤摘要】
面向船舶直流系统的发电用直流变流器及其使用方法
[0001]本专利技术涉及船舶直流配电系统的
，具体地，涉及一种面向船舶直流系统的发电用直流变流器及其使用方法。尤其是，优选的涉及一种面向船舶直流配电系统的故障容错型双母线发电用直流变流器。
技术介绍
[0002]电气化船舶电力系统是连接交流系统和直流系统的纽带。交流船舶电力系统的诞生与推广得益于交流推进电机负荷需求，将发电机和推进电机通过断路器与交流母线相连，并以传统变压器汇集各类负载。因此，发电机电压与频率控制是其控制运行的重要环节。近年来，随着电力电子技术发展和推进系统能源结构变化，船舶电力系统的研究重点转变为集成化直流船舶电力系统。相较于交流船舶电力系统，直流船舶电力系统能够通过电力电子变流器实现功率器件与直流母线互联，简化发电机连接形式并灵活地调控高速发电机转速。同时，直流船舶电力系统中的传统变压器由固态变压器代替，具备功率密度高、适装性好、运行效率高、发电机转速不受系统频率限制等优势。
[0003]现有典型直流船舶配电系统结构如图1所示，电源(如燃料电...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向船舶直流系统的发电用直流变流器，其特征在于，包括第一输出端口变换器、第二输出端口变换器、输入端口变换器和变压器模块；所述输入端口变换器的输入端能够连接发电单元；所述输入端口变换器的输出端连接变压器模块的输入端；所述变压器模块的第一输出端连接第一输出端口变换器的输入端；所述第一输出端口变换器的输出端能够连接第一直流母线；所述变压器模块的第二输出端连接第二输出端口变换器的输入端；所述第二输出端口变换器的输出端能够连接第二直流母线。2.根据权利要求1所述的面向船舶直流系统的发电用直流变流器，其特征在于，所述直流变流器在正常工作状态下，通过调节输出端口变换器移相角，控制传输功率；输入端口传输功率P
in
：P
in
＝P
o1
+P
o2
(1)；其中，P
o1
表示第一输出端口传输功率；P
o2
表示第二输出端口传输功率；设定第一输出端口为相对输入端口移相角小的输出端口，则第一输出端口传输功率P
o1
：其中，V
in
表示输入端口直流电压；V
out
表示输出电压折算值，满足V
out
＝V
o1
＝V
o2
；f
s
表示开关频率；表示第一输出端口变换器相对输入端口变换器的移相角；表示第二输出端口变换器相对输入端口变换器的移相角；L
k
表示第一输出端口漏感和第二输出端口漏感折算到输入端口与输入端口漏感之和，即为总漏感L
k
：L
k
＝L
k_in
+n2L
k_o1
+n2L
k_o2
(3)；其中，L
k_o1
表示三绕组变压器第一输出端口侧的漏感；L
k_o2
分别表示三绕组变压器第二输出端口侧的漏感；L
k_in
表示三绕组变压器输入侧漏感；n表示变压器匝数比；第二输出端口传输功率P
o2
：
将第一输出端口功率对第一输出端口移相角求偏导数求得固定第二输出端口移相角时，第一输出端口功率对第一输出端口移相角的变化率：将第二输出端口功率对第二输出端口移相角求偏导数求得固定第一输出端口移相角时，第二输出端口功率对第二输出端口移相角的变化率：
当第一输出端口功率对第一输出端口的移相角大于零时，即为满足式(7)时，调节第一输出端口移相角保持第一输出端口工作在稳定状态；当第二输出端口功率对第二输出端口的移相角大于零时，即为满足式(8)时，调节第二输出端口移相角保持第二输出端口工作在稳定状态；3.根据权利要求2所述的面向船舶直流系统的发电用直流变流器，其特征在于，所述直流变流器在正常工作状态下，通过调节移相角处于设定工作范围，满足软开关技术实现条件；在正常工作状态下，第一输出端口移相角和第二输出端口移相角满足式(9)：4.根据权利要求1所述的面向船舶直流系统的发电用直流变流器，其特征在于，所述直流变流器一输出端口发生直流短路故障时，采用脉冲封锁保护方式，将故障输出端口变换器下桥臂开关管导通，构成故障端口回路，将故障端口变压器短路，进行非故障端口工作。5.根据权利要求4所述的面向船舶直流系统的发电用直流变流器，其特征在于，若第二输出端口发生直流短路故障，即为V
o2...
【专利技术属性】
技术研发人员：马建军，朱淼，滕百川，文书礼，蔡旭，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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