一种高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种岸电电源，特别是涉及一种高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源。
【背景技术】
[0002]当前技术根据不同的船舶，对电源的要求有三种配置，6.6kV/50Hz、6kV/60Hz，480V/60Hz ο相应的岸电技术也建立在这三种电压等级之上，大致分为低压变流型岸电装置和高压变流型岸电装置。低压型见图1，通过降压变压器将高压电降压到功率半导体可承受电压范围，采用AC/DC/AC的方式改变频率和相位，然后通过输出滤波器可直接对低压型船舶供电，增加升压变压器可对中压型船舶供电。高压型见图2，通过级联直挂变频电源进行AC/DC/AC变换，再通过降压变压器对船舶供电。
[0003]低压技术方案需要降压变压器，将高压电网降为低压变流器可工作的电压范围，变压器尺寸较大，低压变频器整流和逆变产生的谐波对电网的电能质量和船舶电器的寿命产生不利影响。另外，除了降压变压器的尺寸体积较大外，且降下变压器输出端到变流器的电缆是低压传输，会占用较大的无功容量，电缆粗且笨重，不利于移动和对接，成本也相对较高。
[0004]高压技术方案采用电网侧直挂的技术方案，采用移相整流变整流，船用逆变侧采用级联的方式输出变频电压，无论高压、低压船舶均需要降压变压器降压，才能供给船舶使用，同样存在变压器尺寸重量等问题，整个装置的体积也会很大，功率密度不高的特点。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题是如何提供一种同一码头可以停泊不同电压等级的船舶使用岸电，无需码头配置多种规格的岸电电源，可以根据停泊船舶的类型，通过控制界面实现，输出接口的选择，节约了空间和成本，同时解决了通用性的问题，具有广泛的应用价值的装置。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源，包含若干并联的岸电系统，其中每一个岸电系统中包括:交直流整流模块、用于实现电气隔离与降压的高频变压模块、用于实现频率和相位变换跟踪的逆变模块和组合控制柜，所述交直流整流模块、高频变压模块和逆变模块之间依次控制连接，逆变模块与组合控制柜之间电性连接，所述高频变压模块输出直流电压，再通过逆变模块实现频率和相位的变换跟踪，所述组合控制柜用于控制逆变模块串联或并联输出。
[0007]在一个较佳实施例中，所述交直流整流模块中采用不控整流、晶闸管或者PWM整流中的一种。
[0008]在一个较佳实施例中，所述高频变压模块中包括高频变压器。
[0009]在一个较佳实施例中，所述高频变压器为固态变压器。
[0010]在一个较佳实施例中，所述逆变模块中包含有逆变器。
[0011]在一个较佳实施例中，所述组合控制柜为可重配输出配电柜。。
[0012]本发明的有益效果是:可在电网侧直挂，中间采用固态变压器实现电压的变换，通过逆变器的输出级联或者并联的控制，实现输出接口的对应不同的电压和频率等级的船舶，电网侧和船舶侧均不需要笨重的变压器，中间的固态变压器因为是高频功率，功率密度高体积小，非常适合移动场合的应用，因为是高压直接传输，电缆较细，重量轻，通过操控界面灵活对接不同类型的船舶，具有很强的适应性。
【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
图1是本发明一种高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源【背景技术】中低压型原理示意图；
图2是本发明一种高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源【背景技术】中高压型原理示意图；
图3是本发明一种高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源一较佳实施例中岸电系统的原理示意图；
图4是本发明一种高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源一较佳实施例中整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0015]请参阅图3-4，在本发明的一个具体实施例中提供一种高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源，所述的高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源包含若干并联的岸电系统，其中每一个岸电系统中包括:交直流整流模块、用于实现电气隔离与降压的高频变压模块、用于实现频率和相位变换跟踪的逆变模块和组合控制柜，所述交直流整流模块、高频变压模块和逆变模块之间依次控制连接，逆变模块与组合控制柜之间电性连接，所述高频变压模块输出直流电压，再通过逆变模块实现频率和相位的变换跟踪，所述组合控制柜用于控制逆变模块串联或并联输出。
[0016]所述交直流整流模块中采用不控整流、晶闸管或者PWM整流中的一种，所述高频变压模块中包括高频变压器，所述高频变压器为固态变压器，所述逆变模块中包含有逆变器，所述组合控制柜为可重配输出配电柜。
[0017]在一个具体实施例中，本发明应用于港口岸电领域的供电电源，近年来，美国、欧洲包括中国等国家对节能减排、环境保护工作重视程度提高。靠港的船舶使用岸上电源系统供电，可作为减少港口环境污染问题的一项重要技术，在美国已有港口强制使用，当前靠港的船舶主要是利用自身携带的燃油机来提供发电电源，对港口空气和水域造成污染，对船舶本身与周边居民也会产生噪声污染，岸电电源就是用于解决船舶靠港采用岸电进行供电，解决上述问题，同时为船舶也带来燃油成本的降低，具有环境和成本的双重效益。该电源采用输入侧高压直挂，通过级联整流、固态变压器，逆变，输出滤波和并网柜完成与船舶电源的无缝热并网对接与脱网。
[0018]本发明网侧采用AC/DC级联，直流侧通过固态变压器隔离电网和船舶，每级的固态变压器相互隔离，固态变压器后面带有逆变单元，逆变单元的输出采用一个组合控制柜，控制逆变单元串联或者并联输出，以对应不同的电压等级的船舶。
[0019]AC/DC是交直流整流部分，可以采取不控、晶闸管或者PWM整流，变成直流信号。固态变压器是高频变压器，实现电气隔离与降压，高频变压器尺寸很小，占用空间较小。固态变压器副边输出直流电压，再通过DC/AC部分实现频率和相位的变换跟踪，DC/AC的输出接到可重配输出配电柜实现输出的串联或者并联的组合，可重配输出配电柜通过控制屏根据船舶类型选择配置。
[0020]一相岸电内部架构中，里面由多个部件单元组合而成，通过配电柜可实现多种电压输出的配置，以适应港口岸电的对多种船舶的需求，具有灵活，体积小重量清的显著特点，大大简化了岸电系统。
[0021]因此，本发明具有以下优点:
(1)可在电网侧直挂，中间采用固态变压器实现电压的变换，通过逆变器的输出级联或者并联的控制，实现输出接口的对应不同的电压和频率等级的船舶，电网侧和船舶侧均不需要笨重的变压器，中间的固态变压器因为是高频功率，功率密度高体积小，非常适合移动场合的应用，因为是高压直接传输，电缆较细，重量轻，通过操控界面灵活对接不同类型的船舶，具有很强的适应性；
(2)通过高压侧变流器直挂电网，实现了无庞大的工频变压器，同时通过固态变压器高功率密度，电气隔离的特点，再通过逆变单元实现串联或者并联的组合来实现对船舶类型的适应。克服了现有岸电电源多类型，大体积，系统复杂的缺点，为此类应用提供了一种标准化，全适应的一体化解决方案；
(3)解决了船舶利用清洁高效岸电的问题，同时将类型繁多的船舶电气系统用一套装置即可适应大部分供电系统类型，提供了一种标准化的应用接口，节省了设备体积与备用多套系统适应不同船舶带来的诸多问题，具有很强的适应性和经济便捷性，与当前环保和节能减排社会发展趋势与诉求相适应，具有显著的经济和社会效益。
[0022]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源，其特征在于，包含若干并联的岸电系统，其中每一个岸电系统中包括:交直流整流模块、用于实现电气隔离与降压的高频变压模块、用于实现频率和相位变换跟踪的逆变模块和组合控制柜，所述交直流整流模块、高频变压模块和逆变模块之间依次控制连接，逆变模块与组合控制柜之间电性连接，所述高频变压模块输出直流电压，再通过逆变模块实现频率和相位的变换跟踪，所述组合控制柜用于控制逆变模块串联或并联输出。
2.根据权利要求1所述的高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源，其特征在于，所述交直流整流模块中采用不控整流、晶闸管或者PWM整流中的一种。
3.根据权利要求1所述的高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源，其特征在于，所述高频变压模块中包括高频变压器。
4.根据权利要求1所述的高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源，其特征在于，所述高频变压器为固态变压器。
5.根据权利要求1所述的高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源，其特征在于，所述逆变模块中包含有逆变器。
6.根据权利要求1所述的高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源，其特征在于，所述组合控制柜为可重配输出配电柜。
【专利摘要】本发明公开了一种高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源，包含若干并联的岸电系统，其中每一个岸电系统中包括：交直流整流模块、用于实现电气隔离与降压的高频变压模块、用于实现频率和相位变换跟踪的逆变模块和组合控制柜，所述高频变压模块输出直流电压，再通过逆变模块实现频率和相位的变换跟踪，所述组合控制柜用于控制逆变模块串联或并联输出。通过上述方式，本发明提供的高压直挂变压变频静止中低压可重配输出岸电电源，解决同一码头可以停泊不同电压等级的船舶使用岸电，无需码头配置多种规格的岸电电源，可以根据停泊船舶的类型，通过控制界面实现，输出接口的选择，节约了空间和成本。
【IPC分类】H02M7-44, H02J3-02, H02M7-04
【公开号】CN104836459
【申请号】CN201510313943
【发明人】杨恩星, 洪磊, 田野, 季翼鹏
【申请人】苏州市欧米伽智能控制技术有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年6月10日