电力变换装置的配置方法以及实现这样的方法的装置制造方法及图纸

该配置方法设计用于电力变换装置(1)。该装置包括若干变换器(2)，而该方法包括确定将要启用的变换器集合的步骤、以及该变换器集合的启用步骤。该电力变换装置(1)包括若干变换器(2)以及用于实现该配置方法的硬件装置(11、12、13、100)和/或软件装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力变换装置的配置方法。本专利技术还涉及实现这样的方法的电力变换装置。本专利技术最后涉及包括适合于执行该方法的步骤的计算机程序编码装置的计算机程 序。
技术介绍
本专利技术特别适用于在码头的船舶的电力供应。取决于其类型，船舶使用以50Hz或60Hz工作的电气设备。当船舶在码头且其发电机组不工作时，在码头上需要有使得能够以50Hz或60Hz的频率向其设备提供合适的电源的装置。已知，船舶装备低压电力系统。目前，电力需求已经显著增加，并且船舶上实现的电力系统通常为中压型。使用中压使得能够使用更小的截面的线缆并且降低船舶的电力系统的供电中的电力损耗。使得能够利用合适电源(50或60赫兹)为在码头的船舶供电的装置是基于频率变换器技术。市场上现有的方案使用具有单一(unitary)变换装置的中压或低压技术。这样的装置的控制(为速降(droop)模式下的传统类型或者为PQ类型)涉及变换装置与船舶的连接。利用这样的装置，不能确保冗余，并且在维护期间，不再向船舶供电，除非提供两套变换装置。取决于它们的类型(散装货船、渡船、集装箱船、客船等)，在码头补给的船舶需要很高的功率，范围例如从IMVA到20MVA。根据船舶的类型，可能需要频率变换，其主要问题在于，在短路的情况下，要利用变换装置确保足够的短路电流以便能够在码头和船舶上保证保护动作的选择性。在使用固态变换器(半导体)的目前的方案中，仅仅通过变换器的设计中使用的静态功率开关的热特性来提供该容量，这是不够的。该问题是补给的船舶的主要问题，而对故障馈电线(feeder)进行绝缘隔离是在码头船舶的供电系统面临的主要限制。船舶横靠码头时进一步需要电力电源的良好的连续性。取决于船舶的类型，约束是可变的。该背景下，有必要提供即便在装置中发生故障之后也能够提供良好的冗余度水平和良好的供电连续性水平的装置架构。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提供使得能够解决上述问题并且改进现有技术的已知装置的电力变换装置的配置方法。特别地，本专利技术提出是简单、经济且高效的配置方法，尤其是使得变换装置能够提供用于保护的选择性所需的短路功率、能够管理故障并且改善变换效率。本专利技术还涉及实现这样的配置方法的变换装置。根据本专利技术的一种电力变换装置的配置方法，该装置包括若干变换器，该方法包括确定将要启用的变换器集合的步骤和该变换器集合的启用步骤。在特定实施例中，该方法包括该变换器集合的至少某些变换器的互连步骤。优选地，在确定将要启用的变换器的步骤中，使用以下-关于该装置的额定功率的信息，和/或-关于变换器的单一额定功率的信息，和/或-关于将要借助该装置供电的电力系统的数量的信息，和/或-关于将要被供电的每个电力系统所需的功率的信息，和/或-关于变换器的额定短路电流的信息，和/或 -关于将要被供电的电力系统所需的最大短路电流的信息。优选地，对于将要被供电的电力系统，可以根据以下公式来确定将要启用的变换器的数量Nfc = rounded, up (St/SFC),其中 St = min [m/kX Sship, Sn],而且 IscFC = kX In,而且Isc max =工11，其中，Sn :变换装置的最大额定功率；St :在配置之后变换装置的额定功率；Sfc :变换器的额定功率；Nfc :启用的变换器的数量；Sship :将要被供电的电力系统的额定功率；Iscfc :变换器的额定短路电流；k:倍增因数；Isc max :将要被供电的电力系统要求的最大短路电流；m:倍增因数。优选地，对于将要被供电的若干电力系统，可以根据以下公式来确定将要启用的变换器的数量Nfc = rounded, up (St/SFC),其中 所rIS1 = maxSn,-.max[5_,J (=1L ^」_其中，Sn :变换装置的最大额定功率；St :在配置之后变换装置的额定功率；Sfc :变换器的额定功率；Nfc :启用的频率变换器的数量；Sship i :将要被供电的电力系统i的额定功率；k:倍增因数；m:倍增因数。优选地，该方法包括从启用的变换器当中确定将要互连的至少一个变换器子集的步骤、以及该至少一个变换器子集的变换器的互连步骤。优选地，通过控制至少一个受控开关来执行互连。在包括若干变换器的根据本专利技术的电力变换装置中，所述装置包括用于实现上面定义的配置方法的硬件和/或软件装置。优选地，该硬件和/或软件装置包括用于确定将要启用的变换器集合的元件和该变换器集合的启用元件。优选地，该硬件和/或软件装置包括用于从启用的变换器集合当中确定将要互连的至少一个变换器子集的元件、以及该至少一个变换器子集的变换器的的互连元件。优选地，该互连元件 包括至少一个受控开关。优选地,每个变换器包括频率变换元件和/或电压变换元件。根据本专利技术的一种计算机程序包括计算机程序编码装置，当在计算机上执行该程序时，该计算机程序编码装置适合于执行上面定义的方法的步骤。附图说明为了示例的目的，附图示出根据本专利技术的装置以及根据本专利技术的操作方法的执行模式的实施例。附图是根据本专利技术的装置，以示例方式示出的实施例，以及根据本专利技术的配置方法的执行模式。图I是根据本专利技术的装置的实施例的布线图；图2是表示变换器的最大短路电流与变换器的额定电流的比率的时间曲线图；图3是表示20MVA变换装置的短路电流强度与该装置需要供电的负载的变化关系的曲线图；图4是给出将要使用的变换器数量、与将要被供电的电力系统的额定功率、以及与组成变换装置的每个变换器的额定功率的关系的表；图5是给出使用的变换器的负载因数与将要被供电的电力系统的额定功率、以及与组成变换装置的每个变换器的额定功率的关系的表。曲线图表示对于三种不同的变换器功率该负载因数与电力系统的额定功率的关系；图6A是给出配置的装置的功率与将要被供电的第一电力系统的额定功率、以及与将要被供电的第二电力系统的额定功率的关系的表；图6B是给出配置的装置中使用的变换器的数量与将要被供电的第一电力系统的额定功率、以及与将要被供电的第二电力系统的额定功率的关系的表；以及图7是根据本专利技术的装置的配置方法的执行模式的流程图。具体实施例方式下面参照图I来说明根据本专利技术的装置的实施例。根据本专利技术的方法使得能够解决以下问题-提供用于保护的选择性所需的短路功率；和/或-管理故障模式。装置I使得能够将装置的第一输入电压变换为装置的第二输出电压。第一电压由第一电力系统41尤其是商用电力系统提供。第二电压被设计为向诸如装备船舶的电力系统的包括电气设备的一个或多个第二电力系统42供电。例如，电力系统41提供第一中压或低压源。该输入电压借助包括频率变换元件10的变换器2变换为具有不同频率和/或电压的输出电压，和/或借助电压变换元件11变换为不同的电压。在变换器输出处，获得具有与第二电力系统42的电压和频率匹配的电压和频率的电源。在变换器的负载侧，受控开关13使得能够连接到配电导线14，或者使得能够将每个变换器与这些导线绝缘。第二电力系统各自连接到配电导线的不同的点。配电导线还提供使得能够将这些导线的各片段绝缘的受控开关12。结果，取决于受控开关13和12的状态，第二电力系统42可以仅连接到配电导线14的片段，并且可以进一步仅连接到能够连接到配电导线的该片段的变换器2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.11 FR 11/007501.一种电力变换装置(I)的配置方法，该装置包括若干变换器(2)，该方法包括确定将要启用的变换器集合的步骤以及该变换器集合的启用步骤。2.根据权利要求I所述的配置方法，特征在于，其包括该变换器集合的至少某些变换器的互连步骤。3.根据权利要求I或2的所述配置方法，特征在于，在确定将要启用的变换器的步骤中，采用以下 -关于该装置的额定功率的信息，和/或 -关于变换器的单一额定功率的信息，和/或 -关于将要借助该装置供电的电力系统的数量的信息，和/或 -关于将要被供电的每个电力系统所需的功率的信息，和/或 -关于变换器的额定短路电流的信息，和/或 -关于将要被供电的电力系统所需的最大短路电流的信息。4.根据前述权利要求之一所述的配置方法，特征在于，对于将要被供电的电力系统(42)，能够根据以下公式来确定将要启用的变换器的数量Nfc = rounded, up (St/SFC),其中 St = min [m/kX Sship, Sn],而且 Isc FC = kX In,而且 Iscmax =I11， 其中， Sn :变换装置的最大额定功率； St:在配置之后变换装置的额定功率； Sfc :变换器的额定功率； Nrc:启用的变换器的数量； Sship :将要被供电的电力系统的额定功率； Isc PC :变换器的额定短路电流； k:倍增因数； Isc _ :将要被供电的电力系统要求的最大短路电流； m:倍...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·拉杜，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：