[发明专利]高度冗余的直流电压网络

说明书

本发明涉及一种具有直流电压子网和储能器的直流电压网络(1)。为了改善直流电压网络而提出，直流电压网络(1)具有至少三个直流电压子网(10)、至少三个储能网络(13)、至少九个电力变换器(20)和至少三个储能器(4)，其中，每个直流电压子网(10)与每个储能网络(13)通过至少一个电力变换器(20)连接，其中，每个储能网络(13)分别与储能器(4)中的至少一个连接，使得相应的储能网络(13)具有相应的储能器(4)的电压，其中，每个直流电压子网(10)能够通过至少一个馈电装置(5)与至少一个交流电压网络(6)连接。本发明还涉及一种具有这种直流电压网络(1)的交通工具，特别是船舶。此外，本发明涉及一种用于控制这种直流电压网络(1)的方法。

技术领域

本发明涉及一种具有直流电压子网和储能器的直流电压网络。本发明还涉及一种具有这种直流电压网络的交通工具。此外，本发明涉及一种用于控制这种直流电压网络的方法。

背景技术

目前，变频器正在扩展成越来越大的联合系统，除了仅调节马达的传统功能之外，它们还能够实现电网馈电(例如在风力涡轮机的情况中)，或甚至形成整个直流电压网络(也称为DC电网)。在此，考虑一种直流电压网络，在其中有电气装置(诸如负载和电源)交换电能。借助于来自交流电压网络的一个或多个变流器来实现对直流电压网络的电能供应。

直流电压网络的典型应用实例是在船舶或车辆、特别是轨道车辆内的能量供应。在直流电压系统的帮助下，电能被分配给各个负载。在此，即使在发生故障的情况中，总会有现有的驱动器和装置的一部分还在正常运行。这称为冗余。

在船舶验收中的动力定位3(DP3)的情况中，需要最高的冗余度。在此，今天的船舶分为三个区域(也称为区段)，船舶就具有了三个独立的系统。这里需要三个独立的配电盘，它们又由三个独立的电源供电。

目前，直流电压网络配备有保护装置和分离器，以便能够在发生故障时断开故障源并维持其他负载的运行。然而，在短路的情况下，不能排除连接到直流电压网络的电气部件被损坏的情况。这种损坏可能导致相应电气元件的故障。为了防止这种情况，部分地使用应当减少短路的破坏作用的快速开关。

发明内容

本发明的目的是对直流电压网络进行改进。

该目的通过一种直流电压网络实现，其具有至少三个直流电压子网、至少三个储能网络、至少九个电力变换器、至少三个储能器，其中，每个直流电压子网通过至少一个电力变换器与每个储能网络连接，其中，每个储能网络分别与储能器中的至少一个连接，使得相应的储能网络具有相应的储能器的电压，其中，每个直流电压子网能够通过至少一个馈电装置与至少一个交流电压网络连接。该目的还通过一种具有这种类型的直流电压网络的交通工具、特别是船舶来实现。此外，该目的通过一种用于控制这样的直流电压网络的方法实现，其中，在直流电压网络中出现故障时，根据故障的位置关闭电力变换器中的至少一个。

本发明基于以下知识：当在直流电压网络中形成三个各自具有至少一个储能器的储能网络时，直流电压网络的冗余度被提高到在船舶验收中已知的等级DP3，甚至提高到更高的等级。由此能够可靠地执行与电气装置(包括负载和电源)的能量交换。

直流电压网络可以用于工业应用、安全能量供应应用中，也就像在交通工具上的应用，尤其是对船舶、飞机或车辆(例如客车或卡车)的能量供应。借助于船舶的实例来讨论安全相关的方面。即使以下内容未涉及各个具体的安全要求，对于上述其他技术领域中的许多应用，安全性问题也非常重要。

每个直流电压子网通过至少九个电力变换器中的一个，特别是恰好一个连接到每个储能网络。这种布置是矩阵的形式。被证明为特别有利的是，至少九个电力变换器是相同的。各个储能网络仅通过直流电压子网相互连接。