用于電力供應單元的dc供電單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種用于在DC供電網(wǎng)絡中使用的電力供應單元的DC供電單元(9-1)。該DC供電單元包括第一電流阻斷設備(17)，該第一電流阻斷設備(17)被布置為允許電流以第一方向(19-1)流通通過該第一電流阻斷設備(17)并且阻斷在與第一方向(19-1)相反的第二方向(19-2)中流動的電流。在這種環(huán)境中，第一方向是電流在該DC供電網(wǎng)絡的正常操作期間的流動方向。該DC供電單元(9-1)進一步包括第一開關單元(21)，該第一開關單元(21)被布置為與該第一電流阻斷設備(17)反并聯(lián)連接，其中該第一開關單元(21)可被控制以在其開啟狀態(tài)有選擇地允許反向電流在該DC供電網(wǎng)絡的正常操作期間以第二方向(19-2)流過該第一開關單元(21)從而旁路第一電流阻斷單元(17)，并且在該DC供電網(wǎng)絡中發(fā)生故障時以關斷狀態(tài)阻止第二方向(19-2)中的電流。還提出了一種包括這樣的DC供電單元的電力供應單元。
【專利說明】用于電力供應單元的DC供電單元

【技術領域】
[0001]本公開總體上涉及電力系統(tǒng)，尤其涉及用于在DC供電網(wǎng)絡環(huán)境中使用的電力供應單元的DC供電單元。

【背景技術】
[0002]電力系統(tǒng)通常包括多個組件，諸如一個或多個發(fā)電源、驅動和能量存儲模塊。這些組件通常利用匯流排系統(tǒng)進行互聯(lián)，電流能夠在該匯流排系統(tǒng)中進行流動以便向連接至該電力系統(tǒng)的一個或多個負載提供功率。
[0003]諸如短路的一些故障點將不可避免地會出現(xiàn)在電力系統(tǒng)中，出現(xiàn)在匯流排系統(tǒng)中，出現(xiàn)在該系統(tǒng)的組件之一中或者出現(xiàn)在負載之中。在故障的情況下，重要的是將故障與系統(tǒng)的健康部分進行隔離而使得能夠利用健康部分繼續(xù)進行正常電力供應，并且是為了保護健康部分免于損壞。為此，電力系統(tǒng)中通常包括保護系統(tǒng)。
[0004]被布置為對電力系統(tǒng)中的故障進行處理的保護系統(tǒng)通常包括被布置為對電力系統(tǒng)中諸如電流的電氣參數(shù)進行監(jiān)控的監(jiān)控設備，以及由該監(jiān)控設備所控制的電路斷路器。該電路斷路器以能夠在故障的情況下在電力系統(tǒng)中實現(xiàn)有選擇的故障隔離的方式進行布置。
[0005]現(xiàn)有的保護系統(tǒng)能夠得到一些應用，然而它們是昂貴且占用空間的。


【發(fā)明內容】

[0006]直流(DC)電路斷路器特別龐大，這是因為與交變電流(AC)電路斷路器相反，它們無法依賴于過零點。因此，DC電路斷路器需要更大的氣隙以確保適當保護。結果，DC電路斷路器通常占用大量空間，并且它們的制造是昂貴的。
[0007]考慮到以上問題，本公開的總體目標是提供一種DC供電單元，其使得能夠創(chuàng)建能夠有選擇地對處理故障的沒有電路斷路器的DC供電網(wǎng)絡。
[0008]因此，根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種DC供電單元，其在一端被布置為連接至DC供電網(wǎng)絡并且在另一端被布置為連接至電力供應單元的內部母線，其中該DC供電單元包括:第一電流阻斷設備和第一開關單元，第一電流阻斷設備被布置為允許電流以第一方向通過該第一電流阻斷設備，該第一方向是電流在該DC供電網(wǎng)絡的正常操作期間的流動方向，并且阻斷以與第一方向相反的第二方向中流動的電流，第一開關單兀以與該第一電流阻斷設備的反并聯(lián)連接的方式進行布置，其中該第一開關單元可被控制以在其開啟狀態(tài)有選擇地允許反向電流在該DC供電網(wǎng)絡的正常操作期間以第二方向流過該第一開關單元從而旁路第一電流阻斷單元，并且在該DC供電網(wǎng)絡中發(fā)生故障時以關斷狀態(tài)阻止第二方向中的電流。
[0009]通過利用根據(jù)本公開的一個或多個DC供電單元，能夠創(chuàng)建一種在不使用電路斷路器的情況下有選擇地對故障進行處理的DC供電網(wǎng)絡。為此，電流能夠在DC供電網(wǎng)絡的正常操作期間流過DC供電單元而使得功率能夠從DC供電網(wǎng)絡提供至電力供應單元。此外，正常操作期間的反向電流由于第一開關單元處于其開啟狀態(tài)也能夠通過第一開關單元而流過DC供電單元。此外，當DC供電網(wǎng)絡中發(fā)生故障時，第一開關單元被設置為其關斷狀態(tài)，由此阻止電流流過第一開關單元，因此防止電力供應單元向故障提供電流。
[0010]電力供應單元在本文被定義為如下單元，該單元式諸如能量存儲單元的被布置為向DC供電網(wǎng)絡提供反向電力的單元，或者是諸如驅動單元的被布置為向連接至DC供電網(wǎng)絡的電機或類似電子設備提供電力的單元。
[0011 ] 一個實施例包括用于將DC供電單元連接至DC供電網(wǎng)絡以及電力供應單元的第一導線和第二導線，其中第一電流阻斷設備和第一開關單元中的每一個均具有連接至第二導線的相應輸入端子和輸出端子。
[0012]根據(jù)一個實施例，該第一電流阻斷設備是無源電流阻斷設備。
[0013]根據(jù)一個實施例，該第一電流阻斷設備是二極管。
[0014]一個實施例包括連接至第二導線的電感器。因此，可以在故障期間提供電流受控的反向饋送，因此使得能夠對包括電池或超級電容器進行饋送的DC-DC斬波器的電力供應單元進行保護。
[0015]根據(jù)一個實施例，該第一電流阻斷設備以在第一方向流動的電流旁路該電感器的方式而與該第一開關單元和該電感器并聯(lián)連接。
[0016]一個實施例包括與第一電流阻斷設備并聯(lián)連接的第二開關單元。
[0017]根據(jù)一個實施例，該第二開關單元是晶閘管。
[0018]一個實施例包括與第二開關單元并聯(lián)連接的第三電流阻斷設備，該第三電流阻斷設備被布置為允許電流以第二方向進行流動通過該第三電流阻斷設備，并且其中該第三電流阻斷設備被布置為阻斷以第一方向中流動的電流。
[0019]根據(jù)一個實施例，該第二開關單元以在第一方向流動的電流旁路該第三電流阻斷設備的方式而被布置為與該第三電流阻斷設備并聯(lián)。
[0020]根據(jù)一個實施例，該第一開關單元包括絕緣柵雙極晶體管。
[0021 ] 根據(jù)一個實施例,該電力供應單元是驅動單元。
[0022]根據(jù)一個實施例,該電力供應單元是能量存儲單元。
[0023]根據(jù)本公開的第二方面，提供了一種包括根據(jù)本文所給出的第一方面的DC供電單元的電力供應單元。
[0024]總體而言，除非在這里以其它方式明確定義，否則權利要求中所使用的所有術語都要根據(jù)其在本【技術領域】中的常規(guī)含義進行解釋。除非以其它方式明確指出，否則對于“一個/ 一種/該”元件、設備、組件、裝置等的所有引用都要被開放地解釋為指代該元件、設備、組件、裝置等的至少一個實例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]現(xiàn)在將參考附圖通過示例對本發(fā)明概念的具體實施例進行描述，其中:
[0026]圖1是其中DC供電單元可以連同電力供應單元一起使用的DC供電網(wǎng)絡的示意圖；
[0027]圖2a是DC供電單元的第一示例的示意圖；
[0028]圖2b是DC供電單元的第二示例的示意圖；
[0029]圖2c是DC供電單元的第三示例的示意圖；
[0030]圖3a示出了圖2a中的DC供電單元可以如何在正常操作條件下進行操作的示例；
[0031]圖3b示出了圖2a中的DC供電單元可以如何在正常操作條件下進行操作的另一個示例；
[0032]圖3c示出了圖2a中的DC供電單元可以如何在DC供電網(wǎng)絡與之連接的DC供電網(wǎng)絡中的故障條件下進行操作的示例。

【具體實施方式】
[0033]現(xiàn)在將在下文中參考附圖對本發(fā)明的概念進行更為全面地描述，附圖中示出了示例性的實施例。然而，本發(fā)明的概念可以以許多不同形式來體現(xiàn)并且不應當被理解為限制于本文所給出的實施例；相反，這些實施例是作為示例而提供而使得本公開將是全面且完整的，并且將向本領域技術人員完全傳遞本發(fā)明概念的范圍。同樣的附圖標記貫穿該描述指代同樣的要素。
[0034]圖1描繪了可以在其中利用根據(jù)本公開的DC供電單元的DC供電網(wǎng)絡I的示例的示意圖。DC供電網(wǎng)絡I包括市電DC母線3，母線3具有可利用匯流條斷路器5分離開來的第一匯流排3-1和第二匯流排3-2、第一發(fā)電單元P1、第二發(fā)電單元P2、第三發(fā)電單元P3、第四發(fā)電單元P4、能量存儲單元E、第一驅動單元D、第二驅動單元D2以及DC供電單元9。
[0035]第一驅動單元Dl和第二驅動單元D2被布置為對電機或類似設備進行供電。這樣的驅動單元的示例是意在利用50Hz或60Hz的AC電力為常規(guī)的AC消費者進行供電的單個驅動器、多個驅動器或靜態(tài)頻率轉換器。
[0036]驅動單元D1、D2和能量存儲單元E是在本公開中將被更一般地稱之為電力供應單元的示例。
[0037]DC供電網(wǎng)絡I進一步包括與相應發(fā)電單元P1、P2、P3、P4相關聯(lián)以便能夠將發(fā)電單元PU P2、P3、P4從市電DC母線3斷開連接的隔離器開關7，即隔離開關。因此，每個發(fā)電單元能夠與例如市電DC母線3上的故障隔離開來，或者它們能夠出于維護的目的而被隔離。
[0038]第一發(fā)電單元Pl被布置為對市電DC母線3進行饋送，并且可經(jīng)由隔離器開關7連接至市電DC母線3。根據(jù)圖1中的示例，第一發(fā)電單元Pl可連接至第一匯流排3-1。
[0039]第二發(fā)電單元P2被布置為對市電DC母線3進行饋送，并且可經(jīng)由隔離器開關7連接至市電DC母線3。根據(jù)圖1中的示例，第二發(fā)電單元P2可連接至第一匯流排3-1。
[0040]第三發(fā)電單元P3被布置為對市電DC母線3進行饋送，并且可經(jīng)由隔離器開關7連接至市電DC母線3。根據(jù)圖1中的示例，第三發(fā)電單元P3可連接至第二匯流排3-2。
[0041]第四發(fā)電單元P4被布置為對市電DC母線3進行饋送，并且可經(jīng)由隔離器開關7連接至市電DC母線3。根據(jù)圖1中的示例，第四發(fā)電單元P4可連接至第二匯流排3-2。
[0042]第一發(fā)電單元Pl包括諸如柴油機驅動的發(fā)電機的被布置為生成交變電流的發(fā)電機G1，以及被布置為將該交變電流轉換為要饋送至市電DC母線3中的直流的整流器Rl。整流器Rl可以設有保險絲，該保險絲規(guī)格被設置為在整流器Rl中出現(xiàn)故障的情況下熔斷。
[0043]第二發(fā)電單元P2、第三發(fā)電單元P3和第四發(fā)電單元P4可以具有與第一發(fā)電單元Pl類似的設計，或者它們的設計可以有所不同，例如它們可以連同整流器DC端子的正極上的二極管上的二極管一起具有撬棒(crow bar)設計。
[0044]所例示的第一驅動單元Dl和第二驅動單元D2均具有驅動單元母線系統(tǒng)DB，其包括第一母線DBl和第二母線DB2。此外，第一驅動單元Dl和第二驅動單元D2中的每一個具有在下文中通過逆變器11、12、13進行例示的連接至相應驅動單元母線系統(tǒng)DB的多個轉換器單元，以及布置在逆變器I1、12、13和驅動單元母線系統(tǒng)DB之間的保險絲F。適用逆變器的示例是ABB的ACS800逆變器。
[0045]所例示的能量存儲單元E具有能量存儲單元母線系統(tǒng)EB，其具有第一母線EBl和第二母線EB2。該能量存儲單元E進一步包括連接至能量存儲單元母線系統(tǒng)EB的諸如電池單元B和電容器組C的電力供應設備，連接至能量存儲單元母線系統(tǒng)EB的DC-DC轉換器15以及保險絲F。該保險絲F被布置在DC-DC轉換器15的端子與能量存儲單元母線系統(tǒng)EB之間，在電容器組C和能量存儲單元母線系統(tǒng)EB之間，并且在電池單元B和能量存儲單元母線系統(tǒng)EB之間。
[0046]利用DC-DC轉換器15，能夠在如果從能量存儲單元E向市電DC母線3提供功率的情況下對電池單元B的電壓水平輸出進行控制。
[0047]所要注意的是，能量存儲單元E是有關多種電力供應設備和轉換器的許多可能配置的一個示例。例如，能量存儲單元的一些變化形式并不具有電容器組，而一些則可能沒有DC-DC轉換器。
[0048]每個DC供電單元9在一端被布置為與市電DC母線3相連接，并且在其另一端其被布置為連接至諸如驅動單元母線系統(tǒng)或能量存儲單元母線系統(tǒng)的電力供應內部母線。DC供電單元9例如可以形成電力供應單元的一部分。可替換地，DC供電單元可以是能夠連接至電力供應單元的外部組件。
[0049]現(xiàn)在將參考圖2a_c對DC供電單元9的示例進行描述。
[0050]圖2a描繪了 DC供電單元9的第一示例的示意圖。DC供電單元9_1包括第一導線
16-1、第二導線16-2、第一電流阻斷設備19和第一開關單元21。
[0051]第一電流阻斷設備17例如可以是諸如二極管的無源電流阻斷設備。此外，根據(jù)在其中使用DC供電單元9-1的DC供電系統(tǒng)的額定功率，另外的電流阻斷設備可以與第一電流阻斷設備并聯(lián)布置，例如，多個二極管可以并聯(lián)連接以便能夠應對高電流。
[0052]第一開關單元21例如可以包括一個或多個絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。
[0053]第一電流阻斷設備17被布置為允許電流在第一方向19流動通過第一電流阻斷設備17。第一方向19-1是電流在DC供電單元9-1可以與之連接的DC供電網(wǎng)絡的正常操作期間的流動方向。就此而言，正常操作是DC供電網(wǎng)絡在該DC供電網(wǎng)絡中沒有故障出現(xiàn)時的操作狀態(tài)，這樣的故障處于DC供電單元9-1的外部以及DC供電單元9-1可以與之連接的驅動單元的外部。典型地，在正常操作期間，第一導線16處于正極而第二導線16-2處于負極，雖然在正常操作期間可能出現(xiàn)的一些情形中，電流可能在短期內出現(xiàn)反向。然而，基準的第一方向19-1在這里將意味著從DC供電網(wǎng)絡向電力供應單元提供電力時而不是從負載經(jīng)由DC供電單元向DC供電網(wǎng)絡提供電力時的情形。該定義應用于這里所公開的所有示例。
[0054]第一電流阻斷設備17進一步被布置為阻斷以與第一方向19-1相反的第二方向19-2中流動的電流。
[0055]第一開關單元21被布置為與第一電流阻斷設備17反并聯(lián)連接。第一開關單元21可利用控制信號進行控制以有選擇地允許電流在第二方向19-2流過第一開關單元21從而旁路第一電流阻斷設備17，以及阻斷第二方向19-2中的電流。
[0056]第一電流阻斷設備17具有輸入端子17-1和輸出端子17-2。第一開關單元21具有輸入端子21-1和輸出端子21-2。根據(jù)圖2a中的示例，第一電流阻斷設備17的輸入端子
17-1和輸出端子17-2連接至第二導線16-2。類似地，第一開關單元21的輸入端子21_1和輸出端子21-2也連接至第二導線16-2。
[0057]所要注意的是，作為第一示例的變化形式，如果第一電流阻斷設備和第一開關單元的布置形式被鏡像，則第一電流阻斷設備的輸入端子和輸出端子可以連接至第一導線，并且第一開關單元的輸入端子和輸出端子也連接至第一導線。因此，在這種情況下，第一電流阻斷設備被布置為允許以第二方向19-2流動的電流流過第一電流阻斷設備，并且第一開關單元因此被布置為使得其能夠被控制而允許以第一方向19-1進行流動的電流流過第一開關單元。這同樣也應用于這里所公開的第二和第三示例。
[0058]現(xiàn)在返回圖2a，DC供電單元9-1可以進一步包括續(xù)流二極管23，該續(xù)流二極管23連接在第一導線16-1和第二導線16-2之間。
[0059]此外，DC供電單元9-1在一些變化形式中還包括隔離器開關單元25，即隔離開關。因此，DC供電單元9-1以及因此連接至該DC供電單元的電力供應單元可以與例如圖1所示的市電DC母線上的故障隔離開來，或者隔離器可以對連接至DC供電單元9-1的故障電力供應單元進行隔離。
[0060]現(xiàn)在返回圖2b，現(xiàn)在將對DC供電單元的第二示例進行描述。DC供電單元9-2包括第一導線16-1、第二導線16-2、第一電流阻斷設備17、第一開關單元21和電感器27。
[0061]第一電流阻斷設備17被布置為允許電流以第一方向19-1流過第一電流阻斷設備17。第一電流阻斷設備17進一步被布置為阻斷以與第一方向19-1相反的第二方向19-2進行流動的電流。
[0062]在該示例中，第一電流阻斷設備17例如可以是諸如二極管的無源電流阻斷設備。此外，根據(jù)在其中使用DC供電單元9-2的DC供電系統(tǒng)的額定功率，另外的電流阻斷設備可以與第一電流阻斷設備并聯(lián)布置，例如，多個二極管可以并聯(lián)連接以便能夠應對較高電流。第一電流阻斷設備17可以與第一開關單元21并聯(lián)連接22，并且以在第一方向19-1流動的電流旁路電感器27和第一開關單元21的方式與電感器27并聯(lián)連接。
[0063]根據(jù)一種變化形式，DC供電單元9-2可以包括第二電流阻斷設備22。第一開關單元21可以根據(jù)該實施例被布置為與第二電流阻斷設備的反并聯(lián)連接。第二電流阻斷設備22例如可以是包括在第一開關單元21中或形成其一部分的二極管。
[0064]第一開關單元21可利用控制信號進行控制以有選擇地允許電流以第二方向19-2流過第一開關單元21以便旁路第一電流阻斷設備17和第二電流阻斷設備22，并且阻斷第二方向19-2中的電流。
[0065]第一開關單元21例如可以是IGBT。
[0066]電感器27可以使得其端子連接至第二導線16-2。電感器27可以關于第一方向19-1而被布置在第二電流阻斷設備22和第一開關單元21的反并聯(lián)連接的下游。在鏡像布置的情況下，當所提到的組件連接至第一導線時，電感器關于第一方向19-1處于第二電流阻斷設備22和第一開關單元21的反并聯(lián)連接的上游。
[0067]DC供電單元9-2可以進一步包括續(xù)流二極管23，其連接在第一導線16_1和第二導線16-2之間。
[0068]DC供電單元9-2在一些變化形式中還包括隔離器開關單元25，即隔離開關。因此，DC供電單元9-2以及因此連接至該DC供電單元的電力供應單元可以與例如圖1所示的市電DC母線上的故障隔離開來，或者隔離器可以對連接至DC供電單元9-2的故障電力供應單元進行隔離。
[0069]現(xiàn)在將參考圖2c對DC供電單元的第三示例進行描述。DC供電單元9-3包括第一導線16-1、第二導線16-2、第一電流阻斷設備17、第一開關單元21、第二開關單元29，以及被稱作第三電流阻斷設備31的另一個電流阻斷設備。
[0070]第一電流阻斷設備17和第一開關單元21與參考圖2a和2b所描述的相類似，并且因此將不再詳細描述。
[0071]第二開關單元29與第一電流阻斷設備17并聯(lián)連接。第二開關單元29例如可以是晶閘管。
[0072]例如可以是二極管的第三電流阻斷設備31與第二開關單元29并聯(lián)連接。第三電流阻斷設備31被布置為允許電流以第二方向19-2流過第三電流阻斷設備，并且阻斷以第一方向19-1流動的電流。
[0073]第二開關單元29以在第一方向19-1流動的電流旁路第三電流阻斷設備31的方式與第三電流阻斷設備31并聯(lián)布置。
[0074]DC供電單元9-3的設計允許電流在正常操作期間以第一方向19-1流過第二開關單元29。如果電流方向在正常操作期間例如由于電機損壞而反向，則第三電流阻斷設備31將允許電流從其流過，并且第一開關單元21被控制為處于其打開狀態(tài)，由此電流被允許流過DC供電單元9-3。在DC供電網(wǎng)絡中出現(xiàn)故障的情況下，電流在其間發(fā)生反向而使得其以第二方向進行流動，第二開關單元29就像第一電流阻斷設備17所做的那樣阻斷電流，并且第一開關單元21被設置為其關斷狀態(tài)。由此，電流被阻止從電力供應單元流向故障，該電力供應單元可以連接至DC供電單元9-3。
[0075]DC供電單元9-3可以進一步包括續(xù)流二極管23，該續(xù)流二極管23連接在第一導線16-1和第二導線16-2之間。
[0076]DC供電單元9-3在一些變化形式中還可以包括隔離器開關單元25，即隔離開關。因此，DC供電單元9-3以及因此連接至該DC供電單元的電力供應單元可以與例如圖1所示的市電DC母線上的故障隔離開來，或者隔離器可以對連接至DC供電單元9-3的故障電力供應單元進行隔離。
[0077]現(xiàn)在參考圖3a_c，現(xiàn)在將對根據(jù)第一示例的DC供電單元9-1在一些具體情形中的操作進行描述。
[0078]在圖3a中，DC供電單元9_1在一端連接至DC供電網(wǎng)絡I，并且在另一端連接至第一驅動單元D1。根據(jù)該示例，第一驅動單元Dl被布置為對電機M進行供電。在圖3a的示例中，DC供電網(wǎng)絡I在正常操作條件下進行操作，即DC供電網(wǎng)絡中沒有故障出現(xiàn)。
[0079]電力因此經(jīng)由第一驅動單元Dl被提供至電機M，并且電流iN經(jīng)由第一導線16-1從DC供電網(wǎng)絡I流向第一驅動單元Dl和電機M，并且隨后經(jīng)由第二導線16-2返回DC供電網(wǎng)絡I。
[0080]根據(jù)該示例，電流iN以第一方向19-1在第二導線16-2中流動。電流iN因此能夠通過第一電流阻斷設備17流回DC供電網(wǎng)絡I。典型地，第一開關單元21在正常操作期間處于其開啟狀態(tài)。
[0081]在圖3b中，示出了其中電機M損壞的情形，其中電流iN反向。在這種情況下，第二導線16-2中的電流流動方向為第二方向19-2。第一開關單元21被控制為處于其打開狀態(tài)而使得電流iN能夠流過第一開關單元21。由此，電流能夠流過DC供電單元9-1并且通過第一驅動單元Dl。
[0082]在圖3c中，示出了其中已經(jīng)在DC供電網(wǎng)絡I的市電DC母線上的某處發(fā)生了短路電路故障33的情形。在這種情況下，市電DC母線上的電壓水平將會下降，并且變?yōu)榈陀诘谝或寗訂卧狣l的電壓水平。因此，電流流動方向與圖3a中的正常操作狀態(tài)的流動方向相比反向。在這種情況下，第一開關單元21被設置為其關斷狀態(tài)，由此阻止電流以第二方向19-2流過第一開關單元。第一電流阻斷設備17也阻止電流通過其進行流動。因此，故障電流。將通過續(xù)流二極管23流回DC供電網(wǎng)絡I。作為結果，從第一驅動單元Dl中的電容器組所得到的電流能夠受到限制，因此防止了保護保險絲在第一驅動單元Dl中熔斷，而通常這樣的保險絲旨在僅在第一驅動單元Dl中的內部故障中熔斷或者可能在故障處于第一驅動單元Dl的下游的情況下熔斷。
[0083]傳感器通常被布置為測量諸如DC供電網(wǎng)絡中的電流和電壓之類的電氣參數(shù)?；谒鶞y量的參數(shù)，能夠根據(jù)這里所給出的任意示例向DC供電單元中的(多個)開關單元提供適當控制。因此，能夠確定反向電流是否是由于故障，其中(多個)開關單元被設置為關斷狀態(tài)，或者如果反向電流是由于正常操作，則其中對開關單元進行控制而使得電流能夠被送回DC供電單元。
[0084]除了這里所描述的DC供電單元所提供的電流流動控制之外，例如出于維護的目的或者為了將故障的電力供應單元從DC供電網(wǎng)絡斷開連接，可以使用可選的隔離器開關單元25將DC供電單元從DC供電網(wǎng)絡斷開連接。
[0085]這里所描述的DC供電單元例如可以在用于對船只進行供電的船載電力系統(tǒng)中使用。這里所給出的DC供電單元通?？梢栽诘蛪涵h(huán)境中使用，雖然也能夠想到例如中等電壓的更高電壓應用。
[0086]以上主要參考一些示例對本發(fā)明的概念進行了描述。然而，如本領域技術人員所輕易意識到的，以上所公開的實施例以外的其它實施例同樣可能處于如所附權利要求所定義的本發(fā)明概念的范圍之內。
【權利要求】
1.一種DC供電單元(9-1 ；9-2 ；9-3)，所述DC供電單元在一端被布置為連接至DC供電網(wǎng)絡并且在其另一端被布置為連接至電力供應單元的內部母線，其中所述DC供電單元(9-1 ；9-2 ；9-3)包括: 第一電流阻斷設備(17)，所述第一電流阻斷設備(17)被布置為允許電流以第一方向(19-1)流動通過所述第一電流阻斷設備(17)，并且被布置為阻斷以與所述第一方向相反的第二方向(19-2)流動的電流，所述第一方向(19-1)是電流在所述DC供電網(wǎng)絡(I)的正常操作期間的流動方向，以及 第一開關單元(21)，所述第一開關單元(21)被布置為與所述第一電流阻斷設備(17)反并聯(lián)連接，其中所述第一開關單元(21)可被控制以在其接通狀態(tài)有選擇地允許反向電流在所述DC供電網(wǎng)絡的正常操作期間以所述第二方向(19-2)流過所述第一開關單元(21)，從而旁路所述第一電流阻斷設備(17)，并且在所述DC供電網(wǎng)絡中發(fā)生故障時以關斷狀態(tài)阻止所述第二方向(19-2)中的電流。
2.根據(jù)權利要求1所述的DC供電單元(9-1；9-2 ;9-3)，包括用于將所述DC供電單元(9-1 ；9-2 ；9-3)連接至所述DC供電網(wǎng)絡(3)以及所述電力供應單元(D1 ；D2 ；E)的第一導線(16-1)和第二導線(16-2)，其中所述第一電流阻斷設備(17)和所述第一開關單元(21)中的每一個均具有連接至所述第二導線(16-2)的相應輸入端子(17-1 ；21-1)和輸出端子(17-2 ；21-2)。
3.根據(jù)之前任一項權利要求所述的DC供電單元(9-1；9-2 ;9-3)，其中所述第一電流阻斷設備(17)是無源電流阻斷設備。
4.根據(jù)權利要求3所述的DC供電單元(9-1；9-2 ;9_3)，其中所述第一電流阻斷設備(17)是二極管。
5.根據(jù)權利要求2-4中任一項所述的DC供電單元(9-1；9-2 ;9_3)，包括連接至所述第二導線(16-2)的電感器(27)。
6.根據(jù)權利要求5所述的DC供電單元(9-2)，其中所述第一電流阻斷設備(17)以在所述第一方向中流動的電流將所述電感器(27)旁路的方式而與所述第一開關單元(21)和所述電感器(27)并聯(lián)連接。
7.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的DC供電單元(9-3)，包括與所述第一電流阻斷設備(17)并聯(lián)連接的第二開關單元(29)。
8.根據(jù)權利要求7所述的DC供電單元(9-3)，其中所述第二開關單元(29)是晶閘管。
9.根據(jù)權利要求7-8中任一項所述的DC供電單元(9-3)，包括與所述第二開關單元(29)并聯(lián)連接的第三電流阻斷設備(31)，所述第三電流阻斷設備(31)被布置為允許電流在所述第二方向(19-2)中流動通過所述第三電流阻斷設備(31)，并且其中所述第三電流阻斷設備(31)被布置為阻斷以所述第一方向(19-1)流動的電流。
10.根據(jù)權利要求9所述的DC供電單元(9-3)，其中所述第二開關單元(29)以在所述第一方向(19-1)中流動的電流旁路所述第三電流阻斷設備(31)的方式而被布置為與所述第三電流阻斷設備(31)并聯(lián)。
11.根據(jù)之前任一項權利要求所述的DC供電單元(9-1；9-2 ;9-3)，其中所述第一開關單元(21)包括絕緣柵雙極晶體管。
12.根據(jù)之前任一項權利要求所述的DC供電單元(9-1；9-2 ;9-3)，其中所述電力供應單元(D1 ；D2 ；E)是驅動單元(D1 ；D2)。
13.根據(jù)權利要求1-11中任一項所述的DC供電單元(9-1；9-2 ;9_3)，其中所述電力供應單元(D1 ；D2 ；E)是能量存儲單元(E) ο
14.一種包括根據(jù)權利要求1-13中任一項所述的DC供電單元(9-1 ；9-2 ;9_3)的電力供應 單元(D1 ；D2 ；E)。
【文檔編號】H02H3/18GK104081609SQ201380006187
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年2月26日 優(yōu)先權日:2012年2月29日
【發(fā)明者】M·赫杰塔斯 申請人:Abb技術有限公司