CN106253242A - 电力推进系统中的故障识别和隔离 - Google Patents

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Abstract

公开了电力推进系统中的故障识别和隔离。描述一种电力推进系统，其包括至少一个支路以用于将由功率源提供的电功率分配到一个或多个负载。该至少一个支路被划分为一个或多个区域，并且包括多个支路隔离装置，该多个支路隔离装置被配置为：响应于在至少一个支路上的故障电流，从该功率源隔离该至少一个支路。另外，至少一个支路针对来自一个或多个区域的每一个相应区域包括相应的一对的区域隔离装置。针对每一个相应区域的所述相应的一对区域隔离装置被配置为：在用于标识一个或多个区域中的哪一个是故障电流源的至少一个支路的测试期间，从至少一个支路隔离相应区域。

Description

电力推进系统中的故障识别和隔离
背景技术
一些电力推进系统(诸如，出现在一些飞机或者船舶上的涡轮电力分配式推进(TeDP)系统)可能依靠大的且昂贵的故障中断和隔离装置，以中断故障电流并且隔离系统的携载故障电流的各个支路，作为防止故障电流损坏系统的方式。尽管如此，一些电力推进系统仍可能包括专门的转换器，此转换器使用折返控制技术或其他技术以在无需实际地定位并隔离故障源的情况下将故障电流限制到一个特定支路上。
虽然这些类型的系统可以成功地防止故障电流损坏总体系统，采用这种防护技术的电力推进系统可能不能够将故障电流源追踪到特定支路中的单独区段、组件或其他明确的位置。因此，即使支路的仅一小部分故障，一些电力推进系统将会隔离整个支路以防止故障电流损坏系统。采用此技术的电力推进系统可能会应变(strain)系统的其他支路来补偿停止使用的支路，即使该停止使用的支路的至少一些仍然保持可用。
发明内容
在一个示例中，本公开涉及一种电力推进系统，包括：一个或多个负载；至少一个功率源，将电功率提供到所述一个或多个负载上；以及至少一个支路，将由所述至少一个功率源所提供的电功率分配到所述一个或多个负载的每一个上。所述至少一个支路被划分为一个或多个区域，并且所述至少一个支路包括多个支路隔离装置，所述多个支路隔离装置被配置为：响应于在所述至少一个支路上的故障电流，将所述至少一个支路从所述至少一个功率源隔离。所述至少一个支路针对来自于所述一个或多个区域的每一个相应区域进一步包括相应的一对区域隔离装置，其中，针对每一个相应区域的相应的一对区域隔离装置被配置为：在所述至少一个支路的测试期间，将所述相应区域从所述至少一个支路隔离，所述测试用于标识所述一个或多个区域中的哪一个是故障电流源。
在另一个示例中，本公开涉及一种方法，所述方法包括：在电力推进系统的支路中检测故障电流，并且响应于检测到故障电路，从将电功率经由所述支路供应到一个或多个负载的功率源隔离所述支路。所述方法进一步包括：当从所述功率源隔离所述支路时，将所述支路的一个或多个故障区域标识为故障电流源，以及从所述支路隔离所述一个或多个故障区域的每一个。所述方法进一步包括：当持续地从所述支路隔离所述一个或多个故障区域的每一个时，经由所述支路的一个或多个非故障区域将电功率分配到所述一个或多个负载的至少一个上。
在一个示例中，本公开涉及一种系统，其包括：用于在所述系统的支路中检测故障电流的装置；用于响应于检测到所述故障电流而从将电功率经由所述支路供应到一个或多个负载的功率源隔离所述支路的装置；以及用于在从所述功率源隔离所述支路时，将所述支路的一个或多个故障区域标识为故障电流源的装置。所述系统进一步包括：用于从所述支路隔离所述一个或多个故障区域的每一个的装置；以及用于在持续地从所述支路隔离所述一个或多个故障区域的每一个时，经由所述支路的一个或多个非故障区域，将电功率分配到所述一个或多个负载的至少一个上的装置。
一个或多个示例的细节将在附图和下文的描述中阐述。本公开的其他特征、目的和优点将会从说明书和附图，以及从权利要求书中变得显而易见。
附图说明
图1是根据本公开的一个或多个方面示出了示例电力推进系统的支路的概念图，该支路被配置成将来自于源的电功率分配到一个或多个负载上。
图2是根据本公开的一个或多个方面示出了示例电力推进系统执行支路的故障测试时的图1的示例电力推进系统的支路的概念图。
图3是根据本公开的一个或多个方面示出了在示例电力推进系统执行支路的故障测试后的图1的示例电力推进系统的支路的概念图。
图4是根据本公开的一个或多个方面示出了由图1-3的示例电力推进系统的控制器所执行的示例操作的流程图。
具体实施方式
通常，本公开的技术和电路可以使电力推进系统(诸如，在飞机或者船舶上的涡轮电力分配式(TeDP)系统)能够标识在系统的支路中的故障电流的位置，并且隔离或以其他方式停用支路的该位置，从而使得电力推进系统可以恢复利用支路的剩余的健康或无故障部分的操作。示例电力推进系统在功率源和负载上可以使用宽泛的、无鉴别力的故障隔离装置(本文中被称为“支路隔离装置”)，以隔离支路并防止故障电流损坏系统。在一些示例中，并不是依靠使用这样的宽泛的、无鉴别力的故障隔离装置，示例电力推进系统可以使用折返控制技术以在支路上降低电压并由此减小电流，以防止故障电流损坏系统。
在任何情况下，不像其他的电力推进系统，在使用支路隔离装置或折返控制技术中断故障电流并隔离整个支路之后，示例电力推进系统使用更小的中断器(本文中被称为“区域隔离装置”)以用于测试此支路并将故障隔离在支路内的一个或多个“区域”(例如，区段或位置)。
例如，为了标识支路的故障区域，示例系统可以在从功率源和负载隔离支路时将测试信号(诸如，低电平电压或电流)从存储功率源施加到支路的每一个区域。测试信号可以使系统能够针对异常单独地测试每一个区域，异常可以指示区域是否是支路内的故障电流源。响应于标识测试失败的一个或多个区域(所谓的“故障区域”)，该电力推进系统可以将区域隔离装置配置为持续隔离故障区域，直到使支路的未受故障影响的剩余部分(即，无故障区域)重新联线。
图1是根据本公开的一个或多个方面示出了电力推进系统100的支路1的概念图，该支路配置为将电功率从源2分配到一个或多个负载6A-6N(集体地，“负载6”)上。在一个示例中，系统100包括飞机或船舶上机载的涡轮电力分配式推进(TeDP)系统的部分或者全部。
通常，系统100可以是任何其他的功率系统，在系统100测试支路1以标识支路1内的故障电流源的位置时，此系统能够获得其操作要求，以便将功率从源分配到偶尔停用的(例如，对于飞行应用中达到一至三秒的时间或者对于船舶应用甚至更长的时间周期)一个或多个负载。换句话说，虽然一些系统表面上要求对于系统负载的零功率损失，但系统100可以是能担负对于系统负载的供给的暂时损失的任何示例系统。
例如，虽然系统100可以适用于推进类型应用，但是100可能不适用于要求较短的停机时间量来针对故障进行测试的其他应用。对于应用在飞机中的TeDP应用，推进动力的瞬时损失是可接受的，只要此损失的持续时间不会导致推力的持续损失。螺旋桨的惯性和飞行条件将支配可允许的功率丧失持续时间(例如，通常对于飞行应用在数秒或十分一秒或者对于船舶应用甚至更长的时间周期，但典型地不是微秒或毫秒)。按照这种情况，不像通信系统，例如，一些TeDP系统是可重新配置的，并且可以担负使支路暂时停止运行且使用冗余的功率网络将电功率重新路由到负载。
系统100包括功率源2、负载6、控制单元12和支路1。功率源2将电功率经由支路1提供到负载6。功率源2代表在电力推进系统(诸如系统100)中使用的任何高电压或高电流的功率源。尽管被示为AC功率源，功率源2也可以是DC功率源。
负载6代表用于接收由电力推进系统所提供的电功率的任何类型的负载。负载6在图1中被示为用于飞机或船舶上的推进电动机。换句话说，在TeDP应用中，负载6代表一个或多个电力推进单元，其基于由功率源2经由支路1所提供的电功率来对飞机或船舶提供推进力。
为了简洁和清楚的目的，控制单元12被示为通常可操作地耦接到支路1的所有组件上。尽管未在图1中特别地示出，控制单元12也可以可操作地耦接到功率源2和负载6。换句话说，控制器12可以对和/或从系统100的不同组件(包括支路1、源2以及负载6)的每一个提供和/或接收信号和信息，从而将支路1配置成将来自于源2的功率分配到负载6以及抑制将来自于源2的功率分配到负载6。另外，尽管为了简明的目的在下文将控制单元12描述为主要控制系统100的组件和支路1以便执行本文中所描述的方法，但是在一些示例中，转换器8和10可以包括额外的功能以用于执行下文关于控制单元12描述的操作中的一些或全部。例如，转换器8和10中的一个或多个可以包括多种装置以用于：在电力推进系统的支路中检测故障电流；从将电功率经由支路供应到一个或多个负载的功率源隔离支路的装置；将支路的一个或多个故障区域标识为故障电流源；从支路隔离一个或多个故障区域的每一个；以及经由一个或多个支路的无故障区域，将电功率分配到一个或多个负载中的至少一个。
控制单元12可以包括硬件、软件、固件的任何合适的配置，或者它们的任何组合，以执行本文中属于控制单元12的技术。控制单元12的示例包括任何一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)，或者任何其他等效的集成的或离散的逻辑电路，以及这些组件的任何组合。当控制单元12包括软件或固件时，控制单元12进一步包括用于存储和执行软件或固件的任何必要的硬件，诸如一个或多个处理器或处理单元。
通常，处理单元可以包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或者任何其他等效的集成的或者离散的逻辑电路，以及这些组件的任何组合。尽管未在图1中示出，控制单元12可以包括配置为存储数据的存储器。存储器可以包括任何易失性或非易失性介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、电子可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存等。在一些示例中，存储器可以在控制单元12的外部(例如，可以在容纳控制单元12的封装的外部)。
在一些示例中，支路1是DC分配系统的一部分，并且支路1包括转换器8和转换器10A-10N(全体地，“转换器10”)，作为示例：在电功率经由支路1传输到负载6之前且之后，改变与功率源2所提供的电功率相关联的电压或电流电平的功率转换器。例如，转换器8可以是AC到DC转换器或者DC到DC转换器，其将功率源2所提供的电功率的电压或电流电平从第一电平逐步调整至更易控制的第二电平，以便通过支路1进行分配。相反地，转换器10可以各自是DC到DC或者DC到AC转换器，其将功率源2所提供的电功率的电压或者电流电平从第二电平逐步调整返回到第一电平，以便驱动负载6。在一些示例中，支路1是AC分配系统的一部分，并且因此从支路1完全省略转换器8和10。对于AC分配系统，支路1可以依靠支路隔离装置3以便进行隔离。
支路1包括多对支路隔离装置3，配置为响应于支路1处的故障电流而中断支路1上的故障电流并且从功率源2隔离支路1。支路隔离装置3的示例包括附加的转换器、断路器，或者其他通常大的、笨重的且昂贵的隔离装置，其被设置为中断和延迟与电力推进系统功率源(诸如，功率源2)相关联的较高的运行电压下的大故障电流。在一些示例中，在支路1处发生故障电流的情况下，转换器8和10可以执行折返控制技术以从功率源2隔离支路1，而不是包括支路隔离装置3。也就是，转换器8和10可以响应于故障电流而执行折返控制以降低与支路1相关联的电压。当使用折返控制时，转换器8和10可以在支路1处的电流增加时降低支路1处的电压，从而在故障期间，转换器8和10的电压可以是零伏特，实际上，由此从支路移除功率。
虽然折返控制可以防止破坏性的电流，但是折返控制典型地使得在其他系统中定位故障位置的任务更困难，因为这时候支路上的电压可能是零。如下文中所述，尽管支路1在零伏特电压下，本公开的技术也能够定位故障。
支路1也包括多对区域隔离装置5，配置为在对支路1的故障部分的测试以及随后的隔离期间，将支路1划分为一个或多个区域22A一22N(全体地，“区域22”)。换而言之，系统100使用分级分区保护策略以便于故障隔离。鉴于支路1代表“保护区域”，每一个区域22代表各个“诊断的”或“隔离的”区域，系统100可以在首先使保护区域断电之后激活所述各个“诊断的”或“隔离的”区域。区域隔离装置5的示例包括断路器、开关或其他通常小的、重量轻的、且便宜的隔离装置，与支路隔离装置3相比，区域隔离装置5具有较低的等级以便处理与支路1相关联的较低的运行电压或电流。在支路1是AC分配系统的一部分的示例中，区域隔离装置5可具有减小的尺寸，与支路1是DC分配系统的一部分时的隔离装置5的尺寸相比。
当支路隔离装置3被设定为处理在支路1的边界位置处(例如，在转换器8之前和转换器10之后)观察到的通常较高的电压和电流，以中断支路1并且从中断电流隔离支路1，区域隔离装置5被设置为仅处理在支路1内部(例如，在转换器8之后和转换器10之前)观察到的通常较低的电压和电流。这样，与支路隔离装置3相比，区域隔离装置5通常在尺寸上较小、在重量上较轻、较不昂贵并且较不复杂。
例如，支路隔离装置3可以具有第一等级(例如，电压或电流等级)，在针对故障区域对支路1的测试期间，该等级足够用于中断发生在支路1处的故障电流，并且随后阻止功率源2处的运行电压。相反地，用于每一个相应的区域22的区域隔离装置5可以具有第二等级，该等级小于支路隔离装置3的第一等级。在针对故障区域对支路1的测试期间，第二等级可能是不足以中断故障电流或随后阻止功率源2处的运行电压。
如关于附图将会变得清楚的是，区域隔离装置5可配置为：如果相应区域是故障电流源，则在故障测试之后持续隔离此相应区域。另外，区域隔离装置5可以被进一步地设置为：在支路隔离装置3恢复从功率源2到支路1和到至少一个负载6的电功率之后持续隔离此相应区域。此外，区域隔离区域5可配置为：在故障测试之后并且响应于该相应区域的电压或电流电平(在测试期间，该电压或电流电平不满足指示故障的阈值电压或阈值电流)，持续隔离该相应区域。也就是，如果特定区域处的电压或者电流电平在此特定区域的测试期间过高或过低，那么区域隔离装置5可以持续隔离该特定区域。
每一个区域22仅代表支路1的一部分(例如，一个或多个区段或组件)。每一个区域22包括在相应的一对区域隔离装置5之间的电流路径，用于将功率源2所提供的电功率的至少一部分分配到支路1的其他区域22和/或负载6。支路1配置为在从支路1隔离区域22中的至少一个时将功率源2电耦接到负载6中的至少一个上。也就是，在系统100确定区域22中的一个或多个是故障的并且是故障电流源的情况下，系统100可以停用该一个或多个故障区域22，同时启用支路1的剩余部分(即，非故障区域22)，从而使得支路1仍然可以提供至少一些功能，而不隔离支路1的剩余部分。
支路1进一步包括次级能量源4，该能量源4被设置为提供测试信号到支路1以测试区域22中的任意一个是否是故障电流源。在一些示例中，源4可以被配置为在功率源2故障并从支路1隔离的情况下支持负载6。另外，次级能量源4可以被支路1用于稳定。通过依靠次级能量源4在故障期间提供执行支路1的测试的能量，系统100可以利用低功率而不是传统的保护方法来检测故障位置，对于小的中压(MV)DC系统或者超导系统，该传统方法可能过慢。
在一些示例中，次级能量源4是能量存储装置，其与功率源2和支路1的其他组件分离。例如，次级能量源4可以是电容器、电池，或者提供执行区域22的故障隔离测试所需要的最小能量的其他存储装置。在一些示例中，次级能量源4是系统100的除了支路1以外的支路的一部分。在一些示例中，系统100的每一个支路包括其自身共享的能量源4或多个能量源4(一个区域一个)。
在其他的示例中，次级能量源4是区域隔离装置5中的一个或多个，其保留电功率的至少一部分，在系统100从功率源2隔离支路1之后并且在测试期间，该电功率的至少一部分保留在支路1中。换句话所，在一些示例中，区域隔离装置5用于两个目的：在测试期间和之后，区域隔离装置隔离每一个区域22；以及在测试期间，提供与施加到区域22的测试信号相关联的电功率。
次级能量源4可以提供测试信号，该信号具有的电压或电流电平小于与功率源2所提供的电功率相关联的电压或电流电平。例如，尽管功率源2可以提供具有数十、数百或甚至数千伏的数量级的电压，然而能量源4仅可以提供由功率源2所提供的电压的一小部分，例如，在几伏或不到一伏的数量级上。
在正常的运行中(即，当目前没有故障电流出现在支路1中时)，功率源2可以将功率经由支路1提供到负载6。当功率源2提供电力到负载6时，图1示出了由功率源2所提供的电力引起的电流IG，之后被转换器8转换减低，电流IG经由区段14D传输并通过区域22D。在电流IG穿过区域22C之后，电流IG根据基尔霍夫定律被分解为电流IG1、IG2和IGN。电流IG1、IG2和IGN分别经由链接14A、14B和14N传输并通过区域22A、22B和22N。
最后，电流IG1、IG2、和IGN到达转换器10，在这里，电流IG1、IG2、和IGN被逐步增大以对负载6供电。最后，故障电流可能出现在支路1。控制单元12可以检测故障电流并且启动用于在支路1内标识故障电流的位置(例如，区域22中的一个)以及用于在支路内从支路的其余部分隔离该位置的操作，从而使得电力推进系统100可以恢复利用支路的健康的、无故障的部分的操作。例如，控制单元12可以从支路隔离装置3接收信息，该信息指示支路隔离装置3在何时被故障电流所触发。在其他的示例中，控制单元12可以包括电压和电流监测特征，其提供来自控制单元12的关于支路1处的电流电平或支路1的不同部分的多个电平的信息。响应于控制电路12确定支路1处的电流电平超过指示故障电流的最大电流阙值，确定故障电流存在于支路1中。
当功率源2将电功率经由支路1供应到负载6时，响应于检测到故障电流，支路隔离装置3可以自动地或基于来自于控制单元12的指令，从功率源2隔离支路1。例如，支路隔离装置3可以是断路器，如果电流IG超过触发阙值，该断路器自动地导致支路1和功率源2和负载6之间的开路。通过这种方式，支路1被立即从系统100的其他支路或组件隔离，从而防止与支路1相关联的故障电流损坏系统100的其他支路或组件。
图2是根据本公开的一个或多个方面示出了当系统100执行对支路1的故障测试时的图1的系统100的支路1的概念图。换句话所，图2被用于示出一示例，其中在响应于故障电流由支路隔离设备3隔离支路1之后，系统100定位低于支路电平的故障电流源。
如图2中所示，从功率源2和负载6隔离支路1。在一些示例中，从功率源2和负载6隔离支路1可以进一步包括从转换器8和10隔离支路1。在一些示例中，“从功率源2和负载6隔离支路1”可暗示，支路1持续从替代的功率源(例如，与支路1分开的)接收功率。这种替代的功率源可以分配在区域22之中，或者可以由功率源2或次级能量源4所提供。例如，在一些示例中，“从功率源2和负载6隔离支路1”可暗示支路1仍然从功率源2接收功率，只不过，与未从功率源2隔离支路1时相比，“在隔离时”从功率源2接收的功率可能是较低的运行电压和/或电流。在任何情况下，尽管从功率源2隔离支路1，控制单元12可以将支路1的一个或多个故障区域22标识为在图1中检测到的故障电流源。
通过首先施加测试信号到支路1，控制单元12可以将支路1的一个或多个故障区域22标识为故障电流源，并且在施加测试信号到支路后，确定一个或多个区域22的每一个处的电压或者电流电平。例如，控制单元12可以使次级能量源4能够施加测试信号(例如，经由链接14E)到支路1。
如图2所示，在对支路1的测试期间，电流IG不再通过支路1分配到负载6上。相反，与测试信号相关的电流IE经由连接14E传输到支路1，并且分配在区域22外作为电流IE1-IEn。
在一些示例中，测试信号可以来自于与区域隔离装置5中的一个或多个和/或转换器8相关联的存储的能量。例如，当被支路隔离装置3隔离后，控制单元12可以引起每一个区域隔离装置5隔离它们的相应区域22。然后，控制单元12可以配置相应的每一对的区域隔离装置5跨相应区域22连续地施加测试信号。例如，控制单元12可以配置区域22D两边的一对区域隔离装置5释放他们相应存储的能量，并且跨链接14D施加电流IE3。在一些示例中，控制单元12可以配置转换器8跨相应的区域22顺序地施加相似的测试信号。
在一些示例中，控制单元12连同次级能量源4的功能的至少一部分可以被封装为单一模块(例如，用于每一个区域22)。然后，包括控制单元12连同次级能量源4的功能的一部分的这种模块可以跨各个区域22的每一个顺序地施加相似的测试信号。
控制单元12可以测量跨每一个区域22的电压和/或通过每一个区域22的电流，以便于将支路1的一个或多个故障区域22标识为故障电流源。响应于确定电压或者电流电平满足阈值，控制单元12可以确定特定区域不是故障源，反之，响应于确定电压或者电流电平不满足阈值，控制单元12可以确定特定区域是故障源。
例如，如果区域22D是传输线并且不是故障电流源，控制单元12可以确定跨区域22D的电压是零伏或者其他接近零的阈值。然而，响应于确定跨区域22的电压是非零值(即，大于或者小于零)或者以其他方式不满足阈值，控制单元12可以将区域22D标识为故障源。
在图2的示例中，控制单元12可以确定与区域22B相关联的电压不满足阈值并且确定区域22B是触发支路1的隔离的故障电流源，并且由此是故障区域。控制单元12可以从支路1隔离一个或多个故障区域22的每一个，并且避免隔离支路1的一个或多个非故障区域22的每一个。
图3是根据本公开的一个或多个方面示出了在系统100执行对支路1的故障测试之后的图1的电子推进系统100的支路1的概念图。例如，图3示出一示例，其中系统100已隔离低于支路电平的故障电流源，并且在支路1内隔离故障源之后，系统100利用支路1的剩余的“健康的”或者其他非故障的部分来恢复将电功率从功率源2提供到负载6的操作。
例如，响应于确定仅区域22B故障，控制单元12可以配置区域隔离装置5以防止电流经由链接14B传输通过区域22B，并且可以配置区域隔离装置5以使电流能够经由与区域22A和22C-22N相关联的其他链接14A、14C和14D-14N传送。当从支路1持续隔离一个或多个故障区域22的每一个(例如，区域22B)时，控制单元12可以将系统100配置为：恢复经由支路的一个或多个无故障区域(例如，区域22A和22C-22N)将电功率重新分配到负载6中的至少一个上。这样，只有负载6B被防止经由支路1接收电功率，然而，源2可以继续依靠支路1提供电功率到负载6A和6N。
另外，根据本公开中描述的技术的系统可以平衡在系统的不同支路之间的负载需求。示例系统可以快速地定位故障并恢复故障支路的健康部分，而不是去除整个支路(例如，在飞行的持续时间内)。
图4是根据本发明的一个或多个方面示出了由图1-3的电力推进系统100的控制单元12所执行的示例操作200-240的流程图。下文在图1-3中的系统100和控制单元12的范围内描述图4。
例如，控制单元12可以是控制器、处理器或者其他类型的组件，配置为执行用于执行操作200-240的指令。在一些示例中，控制单元12可以包括非暂时性计算机可读取存储介质，当由控制单元12执行时，配置控制单元12执行操作200-240。并且在一些示例中，控制单元12包括数据采集组件和其他的仪器，配置为测量支路1的电压和电流以用于确定在支路1中是否有故障。
系统100可以检测电力推进系统的支路处的故障电流(200)。例如，控制单元12和/或支路隔离装置3可以确定通过支路1传输的电流IG超过指示系统100有被损坏的风险的电流阈值。
系统100可以从将电功率经由支路供应到一个或多个负载的功率源隔离支路(210)。例如，控制单元12可以配置支路隔离装置3，以使得支路隔离装置3响应于故障电流而触发，从而导致从功率源2和/或负载6电隔离支路1。
当支路被隔离时，系统100可以将支路的一个或多个故障区域标识为故障电流源(220)。例如，当支路1被支路隔离装置3隔离时，控制单元12可以使次级能量源4能够使功率缓慢地移动通过每一个区域22。在一些示例中，控制单元12可以引起区域隔离装置5运行，从而使得来自于次级能量源4的小电流IG顺序地被施加到每一个区域22中，一次一个和/或一次全部。
利用分开的能量储存装置作为次级能量源4，来自于另一个支路的能量作为次级能量源4，或者区域隔离装置5中的存储能量作为次级能量源4，系统100能针对故障或失效测试每一个区域22。如果系统100确定区域是健康的(例如，跨区域的压降为零)，系统100能将功率恢复到支路1的区域22中。在一些示例中，如果区域隔离装置5被用为次级能量源4，系统100可以同时地检查每一个区域22中的故障。在一些示例中，如果分开的能量储存装置用作次级能量源4或来自于另一个支路的能量用作次级能量源4，系统100可以顺序地执行每一个区域22的检查。
无论如何，由于电流IG的至少一部分到达每一个区域22，控制单元12可以测量跨该区域的电压以确定电压是否满足电压阈值(例如，零伏特)。如果跨任意一个区域22的电压不满足电压阈值，控制单元12可将这些区域标记为故障区域，并且标记为可能是故障电流源。
系统100可以从支路隔离一个或多个故障区域的每一个(230)。例如，控制单元12可以将区域隔离装置5配置为电隔离在测试期间被标识的一个或多个故障区域22的每一个，反之，可将区域隔离装置5配置为维持支路1与在测试期间被标识的一个或多个无故障区域22(例如，除了故障区域以外的所有区域)的每一个之间的电连接。
当持续地隔离一个或多个故障区域的每一个时，系统100经由支路的一个或多个无故障区域，将电功率分配到一个或多个负载的至少一个上(240)。例如，控制单元12可将配置支路隔离装置3以避免隔离支路1并且将支路1与功率源2和负载6重新耦接。当支路1重新连线并且从功率源2接收功率以便分配到负载6时，支路隔离装置5可以维持支路1的故障区域22的电隔离，同时使在测试期间被标识的一个或多个非故障区域22(例如，除了故障区域以外的所有区域)的每一个传导用于负载6的电功率。
这样，即使系统100可以确定支路1的一部分是故障的，并因此被禁止分配电功率到负载6，系统100仍然可以依靠支路1的健康的、非故障的部分对负载6提供至少一些功率分配。不像其他的电力推进系统，系统100可响应于故障电流来重新配置支路以隔离故障部分，并且继续依靠支路的剩余的健康部分。因此，即使系统100可能仍然必须依靠冗余的支路来补足故障支路所失去的能力，系统100可以不必像其他的电力推进系统一样困难地应变以补偿系统中的故障。另外，根据上述技术运行的电力推进系统能够将功率恢复到系统的健康部分，以便于降低系统可能放置在其他(冗余)支路(当支路停止工作时负责支持负责)上的发电负担。
在一个或多个示例中，所述的操作可以在硬件、软件、固件或者它们的任意组合中实现。如果在软件中实现，这些操作可以作为一个或多个指令或代码在计算机可读介质上存储或传输并且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质，对应于诸如数据存储介质的有形介质，或通信介质，通信介质包括任何有助于将计算机程序从一个地方转移到另一个地方的介质，例如，根据通信协议。如此，计算机可读介质通常可以对应于(1)非暂时性的有形计算机可读取存储介质或者(2)通信介质，诸如信号或者载波。数据存储介质可以是任何可用的介质，其能被一个或多个计算机或者一个或多个数据处理器访问以取得用于实现本文中所描述的技术的指令、代码和/或数据结构。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。
借助举例而非限制，这样的计算机可读的存储介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他的光盘存储器，磁盘存储，或其他的磁性存储装置，闪存，或能被用于存储以指令或者数据结构的形式的期望的程序代码并且能被计算机访问的任何其他介质。并且，任何连接被适当地称为计算机可读取介质。例如，如果利用同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线路(DSL)，或者无线技术(诸如，红外线、无线电和微波)从网页、服务器或者其他远程源传输指令，那么在介质的定义中包括同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线路(DSL)，或者无线技术(诸如，红外线、无线电和微波)。然而，应该理解的是，计算机可读取存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或其他暂态介质，但是相反地涉及非暂态的有形的存储介质。如同在这里所使用的磁盘和光盘包括紧凑盘(CD)，激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)，软盘和蓝光盘，其中，磁盘通常地磁性地再现数据，同时磁盘利用激光再现光学数据。上述的组合也可以被包括在计算机可读取介质的范围内。
指令可以由一个或者多个处理器执行，诸如一个或多个DSP，通用的微处理器，ASIC，FPGA或者其他同等的集成的或分离的逻辑电路。另外，在本文中使用的术语“处理器”可以指代任意一个前述的结构或者适用于实现本文中描述的方法的任何其他的结构。另外，在一些方面，本文中描述的功能可以被提供在专用的硬件和/或软件模块中。而且，在一个或多个电路或逻辑元件中，能够完全地执行此技术。
本文中的技术可以在各种各样的装置或仪器中实现，该装置或仪器包括处理器，集成电路(IC)或者一组集成电路(例如，芯片组)。在本文中描述多种组件、模块或者单元以强调装置的功能方面，该装置被设置为执行本文的技术，但是没有必要由不同的硬件单元实现。当然，如上所述，多种单元可以被组合在硬件单元中或由内部运行硬件设备的集合所提供，其包括上述的一个或者多个处理器与合适的软件和/或固件相结合。
描述了多种示例。这些以及其他的示例在所附的权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种电力推进系统，其包括：
一个或多个负载；
至少一个功率源，将电功率提供到所述一个或多个负载上；以及
至少一个支路，将由所述至少一个功率源提供的电功率分配到所述一个或多个负载的每一个上，其中，所述至少一个支路被划分为一个或多个区域，并且所述至少一个支路包括：
多个支路隔离装置，配置为：响应于在所述至少一个支路上的故障电流，从所述至少一个功率源隔离所述至少一个支路；以及
针对来自所述一个或多个区域的每一个相应区域的相应的一对区域隔离装置，其中，针对每一个相应区域的所述相应的一对区域隔离装置被配置为：在所述至少一个支路的测试期间从所述至少一个支路隔离所述相应区域，所述测试用于标识所述一个或多个区域中的哪一个是故障电流源。
2.如权利要求1所述的电力推进系统，其中，所述相应的一对区域隔离装置进一步被配置为：如果所述相应区域是故障电流源，则在所述测试之后继续隔离所述相应区域。
3.如权利要求2所述的电力推进系统，其中，所述相应的一对区域隔离装置进一步被配置为：在所述多个支路隔离装置将所述电功率从所述至少一个功率源恢复到所述至少一个支路并且恢复到所述一个或多个负载中的至少一个之后，继续隔离所述相应区域。
4.如权利要求3所述的电力推进系统，其中，针对每一个相应区域的所述相应的一对区域隔离装置进一步被配置为：响应于在所述相应区域的电压或电流电平在所述测试期间不满足阈值，在所述测试之后继续隔离所述相应区域。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的电力推进系统，进一步包括次级能量源，在所述测试期间，所述次级能量源对所述至少一个支路施加测试信号。
6.如权利要求5所述的电力推进系统，其中，所述测试信号的电压或电流电平小于与所述至少一个功率源所提供的电功率相关联的电压或电流电平。
7.如权利要求5-6中任意一项所述的电力推进系统，其中，所述次级能量源包括与所述功率源分开的能量存储装置。
8.如权利要求5-6中任意一项所述的电力推进系统，其中，所述次级能量源包括相应的多对区域隔离装置中的一个或多个。
9.如权利要求1-8中任意一项所述的电力推进系统，其中，所述至少一个支路被配置为在从所述至少一个支路隔离所述一个或多个区域中的至少一个时，将所述至少一个功率源电耦接到所述一个或多个负载的至少一个上。
10.如权利要求1-9中任意一项所述的电力推进系统，其中，来自于所述一个或多个区域的每一个相应区域包括在所述相应的一对区域隔离装置之间的电流路径，以用于将所述至少一个功率源所提供的电功率的至少一部分分配到所述至少一个支路的其他区域或者分配到所述一个或多个负载。
11.如权利要求1-10中任意一项所述的电力推进系统，其中，所述多个支路隔离装置具有第一等级，所述第一等级足以在所述测试期间中断故障电流并且阻隔所述至少一个功率源处的运行电压，以及针对每一个相应区域的所述相应的一对区域隔离装置具有第二等级，所述第二等级小于所述多个支路隔离装置的第一等级。
12.如权利要求11所述的电力推进系统，其中，所述第二等级不足以在所述测试期间中断所述故障电流或者阻隔在所述至少一个功率源处的运行电压。
13.如权利要求1-12中任意一项所述的电力推进系统，其中，所述一个或多个负载包括一个或多个电力推进单元，用于基于由所述至少一个功率源所提供的电功率来提供推进力。
14.如权利要求1-13中任意一项所述的电力推进系统，其中，所述多个支路隔离装置被配置为至少通过以下步骤，响应于所述故障电流而从所述至少一个功率源隔离所述至少一个支路：
响应于所述故障电流，从所述至少一个功率源解耦所述至少一个支路；或者
响应于所述故障电流，执行折返控制以降低与所述至少一个支路相关联的电压。
15.一种方法，其包括以下步骤：
在电力推进系统的支路中检测故障电流；
响应于检测到所述故障电流，从功率源隔离所述支路，其中所述功率源将电功率经由所述支路供应到一个或多个负载；
当从所述功率源隔离所述支路时，将所述支路的一个或多个故障区域标识为故障电流源；
从所述支路隔离所述一个或多个故障区域的每一个；以及
在从所述支路持续隔离所述一个或多个故障区域的每一个的同时，经由所述支路的一个或多个非故障区域将电功率分配到所述一个或多个负载的至少一个上。
16.如权利要求15所述的方法，其中，将所述支路的一个或多个故障区域标识为故障电流源的步骤包括：
在对所述支路施加测试信号之后，确定所述一个或多个故障区域的每一个处的电压或电流电平；以及
响应于在所述测试期间确定所述一个或多个故障区域处的电压或电流电平不满足阈值，将所述支路的所述一个或多个故障区域标识为故障电流源。
17.如权利要求16所述的方法，其中，对所述支路施加测试信号的步骤包括使次级能量源对所述支路施加所述测试信号。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述次级能量源包括与所述功率源分开的能量存储装置，或者所述次级能量源包括来自于所述支路的一个或多个区域隔离装置。
19.如权利要求15-18中任意一项所述的方法，其中，从所述支路隔离所述一个或多个故障区域的每一个的步骤包括避免隔离所述支路的一个或多个无故障区域的每一个。
20.一种系统，其包括：
用于检测所述系统的支路处的故障电流的装置；
用于响应于检测到所述故障电流而从功率源隔离所述支路的装置，其中所述功率源将电功率经由所述支路供应到一个或多个负载；
用于在从所述功率源隔离所述支路时，将所述支路的一个或多个故障区域标识为故障电流源的装置；
用于从所述支路隔离所述一个或多个故障区域的每一个的装置；以及
用于当持续从所述支路隔离所述一个或多个故障区域的每一个时，经由所述支路的一个或多个无故障区域，将电功率分配到所述一个或多个负载中的至少一个上的装置。
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