[发明专利]用于海上应用的DC电力系统

权利要求书

1.一种用于海上船舶的电力系统(100)，包括：

多个保护区(102，104)，每个保护区包含多个直流(DC)母线(120，126，150，156)和多个电力转换器(130，136，138，160，166，168)；

母联转换器(106，188)，用于耦合来自两个保护区的至少两个DC母线，所述母联转换器包括：

通过至少一个电感器(206，208)耦合的至少两个转换器臂(202，204)，每个转换器臂包含：

第一分支(210，234)，其具有两个外部开关装置(212，214，236，238)和连接在所述两个外部开关装置之间的至少一个内部开关装置(216，240)；

缓冲电路(218，242)，其具有二极管(224，248)、电阻器(220，244)和电容器(222，246)的组合，其中所述第一分支和所述缓冲电路通过中间开关装置(232，256)连接；以及

控制器(180)，用于控制所述多个电力转换器和所述至少一个母联转换器的操作。

2.如权利要求1所述的电力系统，其中所述中间开关装置相对于所述外部开关装置和所述内部开关装置具有相反极性。

3.如权利要求1所述的电力系统，其中所述控制器在正常操作期间接通所述母联转换器的每个转换器臂的两个外部开关装置和所述中间开关装置。

4.如权利要求3所述的电力系统，其中当在所述至少一个保护区上存在故障时，所述控制器切断所述母联转换器的每个转换器臂的两个外部开关装置，并促进每个转换器臂的外部开关装置的反并联二极管与所述中间开关装置之间的电流。

5.如权利要求4所述的电力系统，其中所述控制器在外部开关装置已经被切断之后接通内部开关装置并促进所述内部开关装置之间的循环电流。

6.如权利要求5所述的电力系统，其中在内部开关装置已经被接通之后，所述控制器切断所述中间开关装置。

7.如权利要求1所述的电力系统，其中每个转换器臂进一步包含跨所述缓冲电路连接的第二分支，所述第二分支具有第二二极管和串联连接的阻尼电阻器以在中间开关装置已经被切断之后耗散故障电流。

8.一种向海上船舶提供电力的方法，包括：

提供多个保护区(102，104)，每个保护区包含多个直流(DC)母线(120，126，150，156)和多个电力转换器(130，136，138，160，166，168)；

在来自两个保护区的至少两个DC母线之间连接母联转换器(106，188)，其中连接所述母联转换器包含：

提供通过至少一个电感器(206，208)耦合的至少两个转换器臂(202，204)，其中提供每个转换器臂包括：

通过在两个外部开关装置(212，214，236，238)之间连接至少一个内部开关装置(216，240)来形成第一分支(210，234)；

形成具有二极管(224，248)、电阻器(220，244)和电容器(222，246)的组合的缓冲电路(218，242)；以及

在所述第一分支与所述缓冲电路之间连接中间开关装置(232，256)。

9.如权利要求8所述的方法，其中连接所述中间开关装置包括相对于所述外部开关装置和所述内部开关装置在相反极性连接所述中间开关装置。

10.如权利要求8所述的方法，其中提供每个转换器臂进一步包括与所述缓冲电路并联连接第二分支，所述第二分支包含第二二极管和串联连接的阻尼电阻器以在中间开关装置已经被切断之后耗散故障电流。