一種高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種岸電電源，特別是涉及一種高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源。
【背景技術(shù)】
[0002]當前技術(shù)根據(jù)不同的船舶，對電源的要求有三種配置，6.6kV/50Hz、6kV/60Hz，480V/60Hz ο相應的岸電技術(shù)也建立在這三種電壓等級之上，大致分為低壓變流型岸電裝置和高壓變流型岸電裝置。低壓型見圖1，通過降壓變壓器將高壓電降壓到功率半導體可承受電壓范圍，采用AC/DC/AC的方式改變頻率和相位，然后通過輸出濾波器可直接對低壓型船舶供電，增加升壓變壓器可對中壓型船舶供電。高壓型見圖2，通過級聯(lián)直掛變頻電源進行AC/DC/AC變換，再通過降壓變壓器對船舶供電。
[0003]低壓技術(shù)方案需要降壓變壓器，將高壓電網(wǎng)降為低壓變流器可工作的電壓范圍，變壓器尺寸較大，低壓變頻器整流和逆變產(chǎn)生的諧波對電網(wǎng)的電能質(zhì)量和船舶電器的壽命產(chǎn)生不利影響。另外，除了降壓變壓器的尺寸體積較大外，且降下變壓器輸出端到變流器的電纜是低壓傳輸，會占用較大的無功容量，電纜粗且笨重，不利于移動和對接，成本也相對較高。
[0004]高壓技術(shù)方案采用電網(wǎng)側(cè)直掛的技術(shù)方案，采用移相整流變整流，船用逆變側(cè)采用級聯(lián)的方式輸出變頻電壓，無論高壓、低壓船舶均需要降壓變壓器降壓，才能供給船舶使用，同樣存在變壓器尺寸重量等問題，整個裝置的體積也會很大，功率密度不高的特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是如何提供一種同一碼頭可以停泊不同電壓等級的船舶使用岸電，無需碼頭配置多種規(guī)格的岸電電源，可以根據(jù)停泊船舶的類型，通過控制界面實現(xiàn)，輸出接口的選擇，節(jié)約了空間和成本，同時解決了通用性的問題，具有廣泛的應用價值的裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源，包含若干并聯(lián)的岸電系統(tǒng)，其中每一個岸電系統(tǒng)中包括:交直流整流模塊、用于實現(xiàn)電氣隔離與降壓的高頻變壓模塊、用于實現(xiàn)頻率和相位變換跟蹤的逆變模塊和組合控制柜，所述交直流整流模塊、高頻變壓模塊和逆變模塊之間依次控制連接，逆變模塊與組合控制柜之間電性連接，所述高頻變壓模塊輸出直流電壓，再通過逆變模塊實現(xiàn)頻率和相位的變換跟蹤，所述組合控制柜用于控制逆變模塊串聯(lián)或并聯(lián)輸出。
[0007]在一個較佳實施例中，所述交直流整流模塊中采用不控整流、晶閘管或者PWM整流中的一種。
[0008]在一個較佳實施例中，所述高頻變壓模塊中包括高頻變壓器。
[0009]在一個較佳實施例中，所述高頻變壓器為固態(tài)變壓器。
[0010]在一個較佳實施例中，所述逆變模塊中包含有逆變器。
[0011]在一個較佳實施例中，所述組合控制柜為可重配輸出配電柜。。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:可在電網(wǎng)側(cè)直掛，中間采用固態(tài)變壓器實現(xiàn)電壓的變換，通過逆變器的輸出級聯(lián)或者并聯(lián)的控制，實現(xiàn)輸出接口的對應不同的電壓和頻率等級的船舶，電網(wǎng)側(cè)和船舶側(cè)均不需要笨重的變壓器，中間的固態(tài)變壓器因為是高頻功率，功率密度高體積小，非常適合移動場合的應用，因為是高壓直接傳輸，電纜較細，重量輕，通過操控界面靈活對接不同類型的船舶，具有很強的適應性。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明一種高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源【背景技術(shù)】中低壓型原理示意圖；
圖2是本發(fā)明一種高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源【背景技術(shù)】中高壓型原理示意圖；
圖3是本發(fā)明一種高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源一較佳實施例中岸電系統(tǒng)的原理示意圖；
圖4是本發(fā)明一種高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源一較佳實施例中整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0015]請參閱圖3-4，在本發(fā)明的一個具體實施例中提供一種高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源，所述的高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源包含若干并聯(lián)的岸電系統(tǒng)，其中每一個岸電系統(tǒng)中包括:交直流整流模塊、用于實現(xiàn)電氣隔離與降壓的高頻變壓模塊、用于實現(xiàn)頻率和相位變換跟蹤的逆變模塊和組合控制柜，所述交直流整流模塊、高頻變壓模塊和逆變模塊之間依次控制連接，逆變模塊與組合控制柜之間電性連接，所述高頻變壓模塊輸出直流電壓，再通過逆變模塊實現(xiàn)頻率和相位的變換跟蹤，所述組合控制柜用于控制逆變模塊串聯(lián)或并聯(lián)輸出。
[0016]所述交直流整流模塊中采用不控整流、晶閘管或者PWM整流中的一種，所述高頻變壓模塊中包括高頻變壓器，所述高頻變壓器為固態(tài)變壓器，所述逆變模塊中包含有逆變器，所述組合控制柜為可重配輸出配電柜。
[0017]在一個具體實施例中，本發(fā)明應用于港口岸電領(lǐng)域的供電電源，近年來，美國、歐洲包括中國等國家對節(jié)能減排、環(huán)境保護工作重視程度提高。靠港的船舶使用岸上電源系統(tǒng)供電，可作為減少港口環(huán)境污染問題的一項重要技術(shù)，在美國已有港口強制使用，當前靠港的船舶主要是利用自身攜帶的燃油機來提供發(fā)電電源，對港口空氣和水域造成污染，對船舶本身與周邊居民也會產(chǎn)生噪聲污染，岸電電源就是用于解決船舶靠港采用岸電進行供電，解決上述問題，同時為船舶也帶來燃油成本的降低，具有環(huán)境和成本的雙重效益。該電源采用輸入側(cè)高壓直掛，通過級聯(lián)整流、固態(tài)變壓器，逆變，輸出濾波和并網(wǎng)柜完成與船舶電源的無縫熱并網(wǎng)對接與脫網(wǎng)。
[0018]本發(fā)明網(wǎng)側(cè)采用AC/DC級聯(lián)，直流側(cè)通過固態(tài)變壓器隔離電網(wǎng)和船舶，每級的固態(tài)變壓器相互隔離，固態(tài)變壓器后面帶有逆變單元，逆變單元的輸出采用一個組合控制柜，控制逆變單元串聯(lián)或者并聯(lián)輸出，以對應不同的電壓等級的船舶。
[0019]AC/DC是交直流整流部分，可以采取不控、晶閘管或者PWM整流，變成直流信號。固態(tài)變壓器是高頻變壓器，實現(xiàn)電氣隔離與降壓，高頻變壓器尺寸很小，占用空間較小。固態(tài)變壓器副邊輸出直流電壓，再通過DC/AC部分實現(xiàn)頻率和相位的變換跟蹤，DC/AC的輸出接到可重配輸出配電柜實現(xiàn)輸出的串聯(lián)或者并聯(lián)的組合，可重配輸出配電柜通過控制屏根據(jù)船舶類型選擇配置。
[0020]一相岸電內(nèi)部架構(gòu)中，里面由多個部件單元組合而成，通過配電柜可實現(xiàn)多種電壓輸出的配置，以適應港口岸電的對多種船舶的需求，具有靈活，體積小重量清的顯著特點，大大簡化了岸電系統(tǒng)。
[0021]因此，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(1)可在電網(wǎng)側(cè)直掛，中間采用固態(tài)變壓器實現(xiàn)電壓的變換，通過逆變器的輸出級聯(lián)或者并聯(lián)的控制，實現(xiàn)輸出接口的對應不同的電壓和頻率等級的船舶，電網(wǎng)側(cè)和船舶側(cè)均不需要笨重的變壓器，中間的固態(tài)變壓器因為是高頻功率，功率密度高體積小，非常適合移動場合的應用，因為是高壓直接傳輸，電纜較細，重量輕，通過操控界面靈活對接不同類型的船舶，具有很強的適應性；
(2)通過高壓側(cè)變流器直掛電網(wǎng)，實現(xiàn)了無龐大的工頻變壓器，同時通過固態(tài)變壓器高功率密度，電氣隔離的特點，再通過逆變單元實現(xiàn)串聯(lián)或者并聯(lián)的組合來實現(xiàn)對船舶類型的適應?？朔爽F(xiàn)有岸電電源多類型，大體積，系統(tǒng)復雜的缺點，為此類應用提供了一種標準化，全適應的一體化解決方案；
(3)解決了船舶利用清潔高效岸電的問題，同時將類型繁多的船舶電氣系統(tǒng)用一套裝置即可適應大部分供電系統(tǒng)類型，提供了一種標準化的應用接口，節(jié)省了設(shè)備體積與備用多套系統(tǒng)適應不同船舶帶來的諸多問題，具有很強的適應性和經(jīng)濟便捷性，與當前環(huán)保和節(jié)能減排社會發(fā)展趨勢與訴求相適應，具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源，其特征在于，包含若干并聯(lián)的岸電系統(tǒng)，其中每一個岸電系統(tǒng)中包括:交直流整流模塊、用于實現(xiàn)電氣隔離與降壓的高頻變壓模塊、用于實現(xiàn)頻率和相位變換跟蹤的逆變模塊和組合控制柜，所述交直流整流模塊、高頻變壓模塊和逆變模塊之間依次控制連接，逆變模塊與組合控制柜之間電性連接，所述高頻變壓模塊輸出直流電壓，再通過逆變模塊實現(xiàn)頻率和相位的變換跟蹤，所述組合控制柜用于控制逆變模塊串聯(lián)或并聯(lián)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源，其特征在于，所述交直流整流模塊中采用不控整流、晶閘管或者PWM整流中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源，其特征在于，所述高頻變壓模塊中包括高頻變壓器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源，其特征在于，所述高頻變壓器為固態(tài)變壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源，其特征在于，所述逆變模塊中包含有逆變器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源，其特征在于，所述組合控制柜為可重配輸出配電柜。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源，包含若干并聯(lián)的岸電系統(tǒng)，其中每一個岸電系統(tǒng)中包括：交直流整流模塊、用于實現(xiàn)電氣隔離與降壓的高頻變壓模塊、用于實現(xiàn)頻率和相位變換跟蹤的逆變模塊和組合控制柜，所述高頻變壓模塊輸出直流電壓，再通過逆變模塊實現(xiàn)頻率和相位的變換跟蹤，所述組合控制柜用于控制逆變模塊串聯(lián)或并聯(lián)輸出。通過上述方式，本發(fā)明提供的高壓直掛變壓變頻靜止中低壓可重配輸出岸電電源，解決同一碼頭可以停泊不同電壓等級的船舶使用岸電，無需碼頭配置多種規(guī)格的岸電電源，可以根據(jù)停泊船舶的類型，通過控制界面實現(xiàn)，輸出接口的選擇，節(jié)約了空間和成本。
【IPC分類】H02M7-44, H02J3-02, H02M7-04
【公開號】CN104836459
【申請?zhí)枴緾N201510313943
【發(fā)明人】楊恩星, 洪磊, 田野, 季翼鵬
【申請人】蘇州市歐米伽智能控制技術(shù)有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年6月10日