CN103809475B - 一种高压900v配电优先级管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于直流高压配电安全领域，具体涉及一种高压900V配电优先级管理方法，尤其涉及一种车辆高压配电优先级管理方法。本发明技术方案首先分析任务剖面的降级使用工况，选择与电源容量相适应的任务模式优先级，按照任务模式优先级和负载矩阵的列表，自动卸掉部分电气负载，使得所需负载功率小于或等于当前电源系统的容量。从而使在电源故障时，设备也能正常运行。

Description

一种高压900V配电优先级管理方法

技术领域

本发明属于直流高压配电安全领域，具体涉及一种高压900V配电优先级管理方法，尤其涉及一种车辆高压配电优先级管理方法。

背景技术

目前车辆正向操纵自动化、电气化的方向发展，车辆驾驶员要求环境更舒适、操作更方便，车辆本身在操作、安全、节能、温度控制等方面都对电源系统提出了新的要求，并且机械控制改为电子控制、机械制动改为电子制动等都需能源供应。由于车辆上对电源要求越来越高，尤其要求电源大幅度提高容量，低压直流电压低、电流大和电缆重的弱点日益暴露，已无法满足车辆的发展需求。在此基础上，需提高车辆供电电源的电压，高压直流电压具有重量轻、效率高、易实现不中断供电的优点。目前270V高压直流电源已在国外车辆以及航空上得到广泛应用，DC500～900V电压等级的供电体制和1500V高压直流供电体制也广泛应用于城市轨道列车、工矿机车等领域。

目前国内外已对270V固态功率控制器以及混合式功率控制器进行了深入的研究，并且已经完成了初步的验证，但还有很多关键问题需要研究，尤其是更高电压更大功率配电终端的研究，而高压直流电源的发展是大势所趋，所以对高压直流配电技术的研究具有重要意义。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种主要针对高压900V电源故障时的负载优先级管理方法。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种高压900V配电优先级管理方法，该配电优先级管理具体包括如下步骤：

步骤1：判断电源系统是否故障；在电源工作的状态下，判断电源系统状态，分析电源系统是否发生故障；

当某些部件的工作状态不能正常向外发电时，则表示该部件未正常工作，可能发生了故障；此时配电系统检测电源可输出功率并通过优先级管理卸载一定的负荷，再重新判断电源系统是否故障，循环进行调整，直至电源系统正常工作；此时，工作流程先转至步骤2，确认电源可输出功率；

当检测电源系统的所有部件的状态均为工作正常，未发生故障时，则转至步骤5，确认工作任务剖面；

步骤2：确认电源可输出功率；当判断电源系统发生故障时，则电源系统无法像正常情况下提供足够的输出功率，此时先对电源的可输出功率进行确认；

电源的可输出功率由若干台发电机和蓄电池两部分构成，其中发电机的输出电压为900V高压，蓄电池分为900V高压和28V低压两种；两者共同负责900V/270V/28V三种电压汇流条的输出，三种电压通过变压器转换输出；

当发电机正常工作时，其电源的可输出总功率为各个发电机的输出功率叠加；或者当发电机不够负担所有负载的时候，为发电机输出功率和28V蓄电池输出功率叠加；

当所有发电机未正常工作时，其电源的可输出总功率为900V蓄电池和28V蓄电池输出功率的叠加；

当电源的可用总输出功率确认以后，转至步骤3；

步骤3：通过判断电源可输出功率，选择需求功率小于等于电源可输出功率的任务模式，并确定其相应的任务模式优先级；

步骤4：按照任务模式优先级和负载优先级自动进行负载卸载；各个任务模式需要的负载不尽相同，同时各个负载的优先级别也各不相同；通过选择相应的任务模式优先级以后，再根据不同负载各自不同的优先级，按照电源系统的总输出功率限制，按优先级由低至高的顺序卸载负载；

当执行完步骤4以后，管理流程跳到步骤1，继续检测电源系统是否存在故障；若仍然存在，则将步骤2至步骤4再执行一遍，如此循环；当检测电源系统故障不存在即正常工作时，跳出循环，执行步骤5；

步骤5：确认工作任务剖面；此时电源系统正常工作，因此确认所需工作任务剖面；通过之前所确认的需求功率不高于输出功率的任务模式，划定所能工作的范围；在此范围内，确认工作任务剖面；

当确认工作任务剖面完之后，执行步骤6；

步骤6：按照当前的任务剖面选择工作负载；确认工作任务剖面以后，根据该工作任务剖面需要选择工作负载。

（三）有益效果

本发明技术方案首先分析任务剖面的降级使用工况，选择与电源容量相适应的任务模式优先级，按照任务模式优先级和负载矩阵的列表，自动卸掉部分电气负载，使得所需负载功率小于或等于当前电源系统的容量。从而使在电源故障时，设备也能正常运行。

附图说明

图1为本发明技术方案的配电优先级管理流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术的问题，本发明提供一种高压900V配电优先级管理方法，如图1所示，该配电优先级管理具体包括如下步骤：

步骤1：判断电源系统是否故障；在电源工作的状态下，判断电源系统状态，分析电源系统是否发生故障；

电源系统由发电机和蓄电池以及变压器等部件组成，提供28V/270V/900V三种电压输出，供给负载；

设以Z（部件名称）表示部件的工作状态，如Z（G1）=1表示G1发电机正常向外发电工作，Z（G1）=0表示G1不能正常向外发电工作，此时G1可能发生了故障；

当某些部件的工作状态Z=0时，则表示该部件未正常工作，可能发生了故障；此时配电系统检测电源可输出功率并通过优先级管理卸载一定的负荷，再重新判断电源系统是否故障，循环进行调整，直至电源系统正常工作；此时，工作流程先转至步骤2，确认电源可输出功率；

当检测状态Z都为1的时候，则表示电源系统工作正常，未发生故障；则此时转至步骤5，确认工作任务剖面；

步骤2：确认电源可输出功率；当判断电源系统发生故障时，则电源系统无法像正常情况下提供足够的输出功率，此时需要先对电源的可输出功率进行确认；

电源的可输出功率由若干台发电机和蓄电池两部分构成，其中发电机的输出电压为900V高压，蓄电池分为900V高压和28V低压两种；两者共同负责900V/270V/28V三种电压汇流条的输出，三种电压通过变压器转换输出，经过变压器会损失一部分功率；

其中，900V汇流条：当发电机或900V蓄电池工作时，汇流条呈现亮色，表明负载可以工作；270V汇流条：只有当900/270V的DC-DC变换器工作时，汇流条才能呈现亮色，即负载可以工作；28V汇流条：只有当270/28V的DC-DC变换器工作或28V蓄电池中开启时，汇流条才呈现亮色，即负载可以工作；

输出限制：以下情况会使得汇流条自动切断：负载功率大于发电机上限功率；上一级变换器和蓄电池同时处于关断状态；

发电机：发电机共有若干台，提供900V输出电压，各个发电机的输出功率可以叠加；

蓄电池：当汇流条由发电机或上一级汇流条经变换器供电时，蓄电池处于浮充状态，不计入输出功率；

变压器：假定其工作效率为90%，下层汇流条的总功率除以0.9后加到上一层汇流条，以此计算上层汇流条总功率；

因此，当发电机正常工作时，其电源的可输出总功率为各个发电机的输出功率叠加；或者当发电机不够负担所有负载的时候，为发电机输出功率和28V蓄电池输出功率叠加；

当所有发电机未正常工作时，其电源的可输出总功率为900V蓄电池和28V蓄电池输出功率的叠加；

此外，电源系统故障可能发生在变压器上，当变压器故障时，即使输出功率足够，某一电压汇流层可能依旧不能工作；

28V汇流条下挂有很多控制器，要求控制器的开关状态应与对应控件的状态一致；由前面分析的逻辑，28V汇流层的工作状态能够保持；

当电源的可用总输出功率确认以后，转至步骤3；

步骤3：选择需求功率小于等于电源可输出功率的任务模式优先级；不同的任务模式所需的电源输出功率和配电方式不同，当电源系统故障时，某些任务模式可能无法执行，且各个任务模式的优先级别不同；因此，通过判断电源可输出功率，选择需求功率小于等于电源可输出功率的任务模式，并确定其相应的任务模式优先级；

对不同的任务模式进行分析，如表1所示的不同模式配电装置工作情况所示，准备阶段炮塔所有用电设备都无需上电；行军模式和集结模式武器系统不开启，所以高压配电装置无需上电；其余模式所有配电装置都要上电工作；其配电装置工作情况如下：

表1.不同模式配电装置工作情况

当选择完任务模式优先级以后，执行步骤4；

步骤4：按照任务模式优先级和负载优先级自动进行负载卸载；各个任务模式需要的负载不尽相同，同时各个负载的优先级别也不同；通过选择相应的任务模式优先级以后，再根据不同负载各自不同的优先级，如表2所示的负载优先级矩阵，按照电源系统的总输出功率限制，按优先级由低至高的顺序卸载负载；

表2.负载优先级矩阵列表

注：1、2、3、4等代表优先等级，数字越大代表优先等级越高；

当执行完步骤4以后，管理流程跳到步骤1，继续检测电源系统是否存在故障；若仍然存在，则将步骤2至步骤4再执行一遍，如此循环；当检测电源系统故障不存在即正常工作时，跳出循环，执行步骤5；

步骤5：确认工作任务剖面；此时电源系统正常工作，因此确认所需工作任务剖面；通过之前所确认的需求功率不高于输出功率的任务模式，划定所能工作的范围；在此范围内，确认工作任务剖面；

当确认工作任务剖面完之后，执行步骤6；

步骤6：按照当前的任务剖面选择工作负载；确认工作任务剖面以后，根据该工作任务剖面需要选择工作负载。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种高压900V配电优先级管理方法，其特征在于，该配电优先级管理具体包括如下步骤：

步骤1：判断电源系统是否故障；在电源工作的状态下，判断电源系统状态，分析电源系统是否发生故障；

当某些部件的工作状态不能正常向外发电时，则表示该部件未正常工作，可能发生了故障；此时配电系统检测电源可输出功率并通过优先级管理卸载一定的负荷，再重新判断电源系统是否故障，循环进行调整，直至电源系统正常工作；此时，工作流程先转至步骤2，确认电源可输出功率；

当检测电源系统的所有部件的状态均为工作正常，未发生故障时，则转至步骤5，确认工作任务剖面；

步骤2：确认电源可输出功率；当判断电源系统发生故障时，则电源系统无法像正常情况下提供足够的输出功率，此时先对电源的可输出功率进行确认；

电源的可输出功率由若干台发电机和蓄电池两部分构成，其中发电机的输出电压为900V高压，蓄电池分为900V高压和28V低压两种；两者共同负责900V/270V/28V三种电压汇流条的输出，三种电压通过变压器转换输出；

当发电机正常工作时，其电源的可输出总功率为各个发电机的输出功率叠加；或者当发电机不够负担所有负载的时候，为发电机输出功率和28V蓄电池输出功率叠加；

当所有发电机未正常工作时，其电源的可输出总功率为900V蓄电池和28V蓄电池输出功率的叠加；

当电源的可用总输出功率确认以后，转至步骤3；

步骤3：通过判断电源可输出功率，选择需求功率小于等于电源可输出功率的任务模式，并确定其相应的任务模式优先级；

步骤4：按照任务模式优先级和负载优先级自动进行负载卸载；各个任务模式需要的负载不尽相同，同时各个负载的优先级别也各不相同；通过选择相应的任务模式优先级以后，再根据不同负载各自不同的优先级，按照电源系统的总输出功率限制，按优先级由低至高的顺序卸载负载；

当执行完步骤4以后，管理流程跳到步骤1，继续检测电源系统是否存在故障；若仍然存在，则将步骤2至步骤4再执行一遍，如此循环；当检测电源系统故障不存在即正常工作时，跳出循环，执行步骤5；

步骤5：确认工作任务剖面；此时电源系统正常工作，因此确认所需工作任务剖面；通过之前所确认的需求功率不高于输出功率的任务模式，划定所能工作的范围；在此范围内，确认工作任务剖面；

当确认工作任务剖面完之后，执行步骤6；

步骤6：按照当前的任务剖面选择工作负载；确认工作任务剖面以后，根据该工作任务剖面需要选择工作负载。