CN104734140A - 多输入直流模块化电气系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多输入直流模块化电气系统及其控制方法，包括两个以上AC/DC模块和两个以上DC/DC模块；两个以上AC/DC模块并联设置，AC/DC模块的输入端连接外设交流电源，AC/DC模块的输出端连接直流母线，AC/DC模块的输出端输出直流高压，两个以上AC/DC模块之间通讯连接；两个以上DC/DC模块的输入端均通过直流母线连接至AC/DC模块的输出端，DC/DC模块的输出端用于连接直流低压负载，DC/DC模块输出端输出直流电压。本发明的多输入直流模块化电气系统及其控制方法，多个整流模块的控制以及各个模块的能力调配，解决多输入整流数量模块的能量的调配问题，共用母线问题；解决直流电气系统中负载增加时，前端整流模块系统能力不足的问题，解决多个整流模块之间能量调配的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电气领域，尤其涉及一种多输入直流模块化电气系统及其控制方法。
背景技术
直流电气系统设计中，负载过多时，前端的整流部分将不足，无法满足更多负载的需要。
发明内容
鉴于现有技术的现状，本发明的目的在于提供一种多输入直流模块化电气系统及其控制方法，解决多输入整流数量模块的能量的调配问题，解决直流电气系统中负载增加时，前端整流模块系统能力不足的问题，解决多个整流模块之间能量调配的问题。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种多输入直流模块化电气系统，包括两个以上AC/DC模块和两个以上DC/DC模块；
两个以上所述AC/DC模块并联设置，所述AC/DC模块的输入端连接外设交流电源，所述AC/DC模块的输出端连接直流母线，所述AC/DC模块的输出端输出直流高压，两个以上所述AC/DC模块之间通讯连接；
两个以上所述DC/DC模块的输入端均通过所述直流母线连接至AC/DC模块的输出端，所述DC/DC模块的输出端用于连接直流低压负载，所述DC/DC模块输出端输出直流电压。
较优地，所述直流母线还连接有直流高压负载。
较优地，所述直流高压负载的数量为多个。
较优地，所述直流低压负载的数量为多个。
较优地，所述外设交流电源为单相交流电源或三相交流电源。
较优地，所述DC/DC模块的输出电压小于或等于36V。
较优地，所述AC/DC模块之间采用直流载波通讯。
还涉及一种多输入直流模块化电气系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
S1,判断所述直流低压负载和所述直流高压负载的功率之和；
S2,所述多输入直流模块化电气系统的控制器根据所述功率之和，调整所述AC/DC模块的工作状态。
较优地，步骤S2中，所述AC/DC模块的数量为N个，若所述功率之和小于或等于一个所述AC/DC模块的额定功率时，则所述多输入直流模块化电气系统只有一个所述AC/DC模块工作，则N-1个其它所述AC/DC模块间隔预设时间后依次工作。
较优地，步骤S2中，所述AC/DC模块的数量为N个，当所述功率之和大于N-1个所述AC/DC模块的额定功率之和时，则N个所述AC/DC模块全部投入使用，每个所述AC/DC模块的平均分配输出。
较优地，步骤S2中，在临界点的工作状态为：
在增加了M个所述AC/DC模块之后，若PN-M+P*50%≤P需≤(PN-M+P*90%)时,所述电气系统保持当前的模块工作模式的数量，其中M-1个所述AC/DC模块轮流休息，其他的所述AC/DC模块均处处于工作状态；
若P需＞(PN-2+P*90%)时，则最后一个所述AC/DC模块投入使用，并且进行平均分配输出，其中，PN-M表示N-M个模块额定功率之和，P需表示负载所需要的功率，P表示单个所述AC/DC模块的额定功率。
本发明的有益效果是：
本发明的多输入直流模块化电气系统及其控制方法，多个整流模块的控制以及各个模块的能力调配，解决多输入整流数量模块的能量的调配问题，共用母线问题。解决直流电气系统中负载增加时，前端整流模块系统能力不足的问题，解决多个整流模块之间能量调配的问题。
附图说明
图1为本发明的多输入直流模块化电气系统结构一实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的多输入直流模块化电气系统及其控制方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明的多输入直流模块化电气系统一实施例包括两个以上AC/DC模块1和两个以上DC/DC模块2；
两个以上所述AC/DC模块1并联设置，所述AC/DC模块1的输入端连接外设交流电源，所述AC/DC模块1的输出端连接直流母线5，所述AC/DC模块的输出端输出直流高压，两个以上所述AC/DC模块1之间通讯连接；所述外设交流电源为单相交流电源或三相交流电源。
两个以上所述DC/DC模块2的输入端均通过直流母线5连接至AC/DC模块1的输出端，DC/DC模块2的输出端用于连接直流低压负载4，DC/DC模块2输出端输出直流电压。DC/DC模块2的输出电压小于或等于36V。AC/DC模块1之间采用直流载波通讯。
直流母线5还连接有直流高压负载3，直流高压负载3的数量为多个。直流低压负载4（第一负载）的数量为多个。
上述实施例的多输入直流模块化电气系统在控制过程中包括以下步骤：
S1,判断所述直流低压负载4和所述直流高压负载3的功率之和；
S2,所述多输入直流模块化电气系统的控制器6根据所述功率之和，调整AC/DC模块1的工作状态。
较优地，步骤S2中，AC/DC模块1的数量为N个，若所述功率之和小于或等于一个AC/DC模块1的额定功率时，则多输入直流模块化电气系统只有一个AC/DC模块1工作，则N-1个其它AC/DC模块1间隔预设时间后依次工作。例如预设时间可为8小时。
较优地，步骤S2中，所述AC/DC模块的数量为N个，当所述功率之和大于N-1个所述AC/DC模块的额定功率之和时，则N个所述AC/DC模块全部投入使用，每个所述AC/DC模块的平均分配输出。
较优地，步骤S2中，在临界点的工作状态为：
在增加了M个所述AC/DC模块之后，若PN-M+P*50%≤P需≤(PN-M+P*90%)时,所述电气系统保持当前的模块工作模式的数量，其中M-1个所述AC/DC模块轮流休息，其他的所述AC/DC模块均处处于工作状态；
若P需＞(PN-2+P*90%)时，则最后一个所述AC/DC模块投入使用，并且进行平均分配输出，其中，PN-M表示N-M个模块额定功率之和，P需表示负载所需要的功率，P表示单个所述AC/DC模块的额定功率。每个模块之间采用通讯方式与主控进行信息交流，并通过该方式传递控制启停的信号命令。
该电气系统包含AC/DC模块，DC/DC模块、负载模块等，单相或者三相电源经AC/DC后，可以直接供给直流高压负载，以及经过DC/DC模块转化为DC36V及以下的低压电源，供给低压负载。这些负载都共用同一条直流母线，每个单元相互独立，可根据实际需要增加或者减少，同时前端AC/DC模块也可以根据实际需要数量增加或者减少。每个模块之间使用相互配合，进行能量调配。
以上实施例的多输入直流模块化电气系统及其控制方法，多个整流模块的控制以及各个模块的能力调配，解决多输入整流数量模块的能量的调配问题，共用母线问题。解决直流系统中负载增加时，前端整流模块系统能力不足的问题，解决多个整流模块之间能量调配的问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种多输入直流模块化电气系统，其特征在于：
包括两个以上AC/DC模块和两个以上DC/DC模块；
两个以上所述AC/DC模块并联设置，所述AC/DC模块的输入端连接外设交流电源，所述AC/DC模块的输出端连接直流母线，所述AC/DC模块的输出端输出直流高压，两个以上所述AC/DC模块之间通讯连接；
两个以上所述DC/DC模块的输入端均通过所述直流母线连接至AC/DC模块的输出端，所述DC/DC模块的输出端用于连接直流低压负载，所述DC/DC模块输出端输出直流电压。
2.根据权利要求1所述的多输入直流模块化电气系统，其特征在于：
所述直流母线还连接有直流高压负载。
3.根据权利要求2所述的多输入直流模块化电气系统，其特征在于：
所述直流高压负载的数量为多个。
4.根据权利要求1所述的多输入直流模块化电气系统，其特征在：
所述直流低压负载的数量为多个。
5.根据权利要求1-4任一项所述的多输入直流模块化电气系统，其特征在于：
所述外设交流电源为单相交流电源或三相交流电源。
6.根据权利要求5所述的多输入直流模块化电气系统，其特征在于：
所述DC/DC模块的输出电压小于或等于36V。
7.根据权利要求5所述的多输入直流模块化电气系统，其特征在于：
所述AC/DC模块之间采用直流载波通讯。
8.一种多输入直流模块化电气系统的控制方法，所述多输入直流模块化电气系统为权利要求2或3所述的多输入直流模块化电气系统，所述控制方法包括以下步骤：
S1,判断所述直流低压负载和所述直流高压负载的功率之和；
S2,所述多输入直流模块化电气系统的控制器根据所述功率之和，调整所述AC/DC模块的工作状态。
9.根据权利要求8所述的多输入直流模块化电气系统的控制方法，其特征在于：
步骤S2中，所述AC/DC模块的数量为N个，若所述功率之和小于或等于一个所述AC/DC模块的额定功率时，则所述多输入直流模块化电气系统只有一个所述AC/DC模块工作，则N-1个其它所述AC/DC模块间隔预设时间后依次工作。
10.根据权利要求8所述的多输入直流模块化电气系统的控制方法，其特征在于：
步骤S2中，所述AC/DC模块的数量为N个，当所述功率之和大于N-1个所述AC/DC模块的额定功率之和时，则N个所述AC/DC模块全部投入使用，每个所述AC/DC模块的平均分配输出。
11.根据权利要求8所述的多输入直流模块化电气系统的控制方法，其特征在于：
步骤S2中，在临界点的工作状态为：
在增加了M个所述AC/DC模块之后，若PN-M+P*50%≤P需≤(PN-M+P*90%)时,所述电气系统保持当前的模块工作模式的数量，其中M-1个所述AC/DC模块轮流休息，其他的所述AC/DC模块均处处于工作状态；
若P需＞(PN-2+P*90%)时，则最后一个所述AC/DC模块投入使用，并且进行平均分配输出，其中，PN-M表示N-M个模块额定功率之和，P需表示负载所需要的功率，P表示单个所述AC/DC模块的额定功率。
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