[发明专利]电力系统

说明书

一种电力系统包括直流电压轨(101)、使用电源转换器(105‑107)连接至所述直流电压轨的电池元件(102‑104)、以及用于将所述直流电压轨的直流电压转换为适于所述电力系统的负载的电压的负载转换器(111‑113)，其中，所述电源转换器和所述负载转换器使用过电流保护器(108‑110、114‑116)连接至所述直流电压轨。所述电力系统进一步包括电容器系统(117)，所述电容器系统连接至直流电压轨，并能够响应于造成在经由所述过电流保护器连接至直所述流电压轨的电节点处的电压降低的故障，而供给用于将该过电流保护器切换为不导通状态的故障电流。

技术领域

本公开涉及一种电力系统，其可以例如是但不必须是船舶电力系统。

背景技术

在许多情况下，电力系统包括直流电压轨、用于给直流电压轨提供电能的一个或多个电池元件、以及用于将直流电压轨的直流电压转换为适于电力系统的一个或多个负载的电压的一个或多个负载转换器。电力系统可以例如是船舶电力系统，在这种情况下电力系统的负载可包括一个或多个推进电动机、船舶交流电压网络、以及其它负载(例如一个或多个船首推进电动机)。电动机有利地是交流“AC”电动机，且相应的负载转换器是用于将直流电压轨的直流电压转换为适于AC电动机的交流电压的逆变器。

在许多情况下，直流电压轨的直流电压大于电池元件的直流电压是有利的。在这些情况下，每一个电池元件通常与供电至直流电压轨的升压电源转换器连接。电源转换器通常包括第一极连接至对应电池元件的电感线圈、位于地和电感线圈的第二极之间的可控开关、以及用于响应于可控开关处于不导通状态的情形而为电流提供从电感线圈朝向直流电压轨的路径的单向导通元件(例如，二极管)。

在上述类型的电力系统中，通常需要选择性保护，从而使得在故障时，电力系统的与电力系统的其余部分功能性地分开的部分尽可能的小。例如，在其中一个负载转换器故障时，仅故障的负载转换器与电力系统的其余部分功能性分开。为了实施该选择性保护，上述电源转换器中的每一个通常经由熔断器或另一过电流保护器连接至直流电压轨。相应地，上述负载转换器中的每一个经由熔断器或另一过电流保护器连接至直流电压轨。

与上述解决途径相关的内在挑战在于，在许多故障情形下，上述类型的电源转换器可能不能够在故障情形开始后足够短的时间内提供充足的故障电流。因此，流经熔断器或另一过电流保护器的故障电流可能不足以将熔断器熔断或者足够快地将另一过电流保护器切换为不导通状态。因此，存在电力系统的故障部分未正确地从电力系统的其余部分分开的风险。自然地，可以给电源转换器提供额外的装置以用于在足够短的时间内从电池元件供给充足的故障电流，但是这可能使得电源转换器显著地变得更加复杂并且降低了成本效率。

公开文件WO2015168830描述了一种用于保护直流“DC”配电系统的方法，其中直流配电系统包括一个或多个交流/直流“AC/DC”转换器和/或一个或多个DC/DC转换器、以及通过DC母线连接的一个或多个负载。响应于检测到对系统中某处故障而执行的该方法以限制一个或多个转换器中每一个的输出电流开始，从而这些转换器中的每一个都输出有限的DC电流。在已经发生一个或多个转换器的电流限制后，启用系统中的一个或多个保护装置，其中该启用至少部分地依赖于有限的DC电流。该启用可包括一个或多个保护装置的自动打开，其中每一个保护装置的打开基于各自的装置电流在各自的时间时段内超过各自的阈值。在此方法中，实现了保护装置的正确操作，从而有限的DC电流得到控制，从而保护装置的启用成功。然而，该解决途径使得转换器的控制变复杂。

发明内容

下面呈现简要的发明内容，以提供对各种发明实施例的一些方面的基本理解。本发明内容不是本发明的详尽概述。其既不意在识别出本发明的关键性或决定性元素，也不意在勾勒出本发明的范围。下述发明内容仅以简化形式介绍了本发明的某些概念，作为本发明的示例性实施例的更详细描述的前奏。

根据本发明，提供一种新的电力系统，其可以例如但不一定是船舶电力系统。根据本发明的电力系统包括：

-直流电压轨，