CN111030283A - 操作电源系统及电力电子变压器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操作电源系统及包含该操作电源系统的电力电子变压器系统，该操作电源系统包括电池组、电能控制单元、总线变换器、启动保护控制电源电路以及至少一个辅助电源，其中：电能控制单元连接电池组和总线变换器，用于根据电池组输出的电能为总线变换器供电；总线变换器连接启动保护控制电源电路和直流操作电源母线，用于为各辅助电源电路供电；启动保护控制电源电路用于连接外部设备，并根据启动保护控制信号为外部设备提供启动控制电源和保护控制电源；至少一个辅助电源用于连接外部设备，并根据直流操作电源母线电压为外部设备提供工作电源。本发明采用固定的电池组实现自启动电源功能，去除了市电的干扰，可有效提高系统的可靠性。

Description

操作电源系统及电力电子变压器系统

技术领域

本发明涉及电力变换技术领域，特别是涉及一种操作电源系统及包括该操作电源系统的电力电子变压器系统。

背景技术

操作电源系统是一种高可靠性的电源系统，通常作为电力系统中二次设备的辅助供电系统，例如可应用于智能电网中的电力电子变压器(Power Electronic Transformer，PET)的辅助供电。随着电力系统的不断开发和建设，对操作电源系统的可靠性、电源容量、电压隔离性能等的要求也越来越高。

如图1所示为一种常见的操作电源系统，其包括两个部分，第一部分是用UPS(Uninterrupted Power Supply，不间断电源)供电的“启动操作电源”，第二部分是以“直流操作电源母线”为基础的各种辅助电源。其特点是：

(1)需要独立的外部输入市电“配电380V或220V电源”，启动控制复杂且有安全隐患。

(2)UPS设备的电能由外部输入市电充电维持。

(3)外部输入市电对整个PET系统的影响大。

(4)输入市电经工频隔离整流后的输出和UPS的输出均给直流操作电源母线供电，按互动方式通过二极管切换电路维持直流操作电源母线电压，对直流操作电源母线电压的稳定性有影响，同时也会影响后续各辅助电源的稳定性。

发明内容

基于此，有必要提供一种操作电源系统及包括该操作电源系统的电力电子变压器系统，能够去除市电的影响，提升操作电源系统的可靠性和稳定性。

本发明一方面提供了一种操作电源系统，其特征在于，包括电池组、电能控制单元、总线变换器、启动保护控制电源电路以及至少一个辅助电源，其中：

所述电能控制单元连接于所述电池组和所述总线变换器，用于根据所述电池组输出的电能为所述总线变换器供电；

所述总线变换器连接于所述启动保护控制电源电路和所述至少一个辅助电源，用于生成母线电压信号和启动保护控制信号；

所述启动保护控制电源电路用于连接外部设备，并根据所述启动保护控制信号为所述外部设备提供启动控制电源和保护控制电源；

所述至少一个辅助电源用于连接所述外部设备，并根据所述母线电压信号为所述外部设备提供工作电源。

可选地，所述至少一个辅助电源包括以下至少一种：电气切换用辅助电源，分别与所述总线变换器和所述外部设备连接，用于将所述母线电压信号转换为供所述外部设备进行电气切换的电能；功率开关驱动用辅助电源，分别与所述总线变换器和所述外部设备连接，用于将所述母线电压信号转换为供所述外部设备进行功率开关驱动的电能；系统控制用辅助电源，分别与所述总线变换器和所述外部设备连接，用于将所述母线电压信号转换为供所述外部设备进行系统控制的电能。

可选地，所述启动保护控制信号包括启动控制信号和保护控制信号，所述启动保护控制电源电路包括：启动控制电源电路，用于根据所述启动控制信号为所述外部设备提供启动控制电源；保护控制电源电路，用于根据所述保护控制信号为所述外部设备提供保护控制电源。

可选地，所述总线变换器包括初级主电路、多个正激变压器、多个次级电路和直流操作电源母线，其中所述初级主电路的输入端连接所述电能控制单元的输出端，各所述正激变压器的初级绕组分别连接所述初级主电路的输出端，各所述正激变压器的次级绕组分别连接所述启动保护控制电源电路或所述直流操作电源母线。

可选地，所述多个正激变压器包括第一正激变压器、第二正激变压器和第三正激变压器，所述多个次级电路包括第一次级电路、第二次级电路和第三次级电路，其中：所述第一次级电路的输入端连接所述第一正激变换器的次级绕组，所述第一次级电路的输出端连接所述启动控制电源电路；所述第二次级电路的输入端连接所述第二正激变换器的次级绕组，所述第二次级电路的输出端连接所述保护控制电源电路；所述第三次级电路的输入端连接所述第三正激变换器的次级绕组，所述第三次级电路的输出端连接所述直流操作电源母线。

可选地，所述电能控制单元包括：充电电路，与所述电池组连接，用于控制所述电池组的工作状态；电容储能电路，与所述总线变换器连接，用于根据输入电源为所述总线变换器供电；切换控制适配电路，分别连接所述电池组、所述充电电路、所述外部设备及所述电容储能电路，用于将所述电容储能电路的输入电源切换为所述电池组或所述外部设备。

可选地，所述切换控制适配电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管和第三二极管，其中：所述第一开关的一端连接所述外部电路，另一端连接所述第一二极管的阴极并通过所述第一电感连接所述电容储能电路的第一端，所述电容储能电路的第二端和所述第一二极管的阳极分别连接所述总线变换器的负输入端；所述第二二极管的阴极连接所述第一电感与所述第一开关的连接节点，所述第二二极管的阳极通过所述第二开关连接所述电池组的正极和所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端连接所述第三二极管的阴极并通过所述第三开关连接所述外部电路，所述第三二极管的阳极和所述电池组的负极分别连接所述总线变换器的负输入端；所述第四开关连接在所述总线变换器的正输入端与所述电容储能电路的第一端之间。

可选地，所述操作电源系统还包括单向控制电路，所述单向控制电路一端连接所述外部设备，另一端与所述电能控制单元连接，例如单向控制电路的另一端与电能控制单元中的充电电路连接。

本发明另一方面提供了一种电力电子变压器系统，其包括电力电子变压器和如上述任一项所述的操作电源系统。

可选地，所述电力电子变压器包括输入电能变换电路、高频隔离电路和输出电能变换电路，其中：所述输入电能变换电路分别与所述操作电源系统中的启动保护控制电源电路和至少一个辅助电源连接；所述高频隔离电路分别与所述输入电能变换电路和所述操作电源系统中的至少一个辅助电源连接；所述输出电能变换电路分别与所述高频隔离电路、所述操作电源系统中的电能控制单元和至少一个辅助电源连接。

本发明采用固定的电池组作为操作电源系统的一部分，实现自启动电源功能，并为各辅助电源供电。当PET装置的主电路输出变换部分建立了稳定的输出电压后，该输出电压反馈作为直流操作电源系统的输入，同时给电池组充电，实现在线式互动，提高PET装置操作电源系统的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为相关技术中的操作电源系统的电路图；

图2为本发明一实施例的操作电源系统的电路结构示意图；

图3为本发明另一实施例的操作电源系统的电路结构示意图；

图4为本发明又一实施例的操作电源系统中总线变换器的电路结构示意图；

图5为本发明又一实施例的操作电源系统的电路结构示意图；

图6为本发明一实施例的操作电源系统中电能控制电路的电路图；

图7为本发明一实施例的电力电子变压器系统的结构图示意图。

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，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在一个实施例中，提供一种操作电源系统20，如图2所示，该操作电源系统20包括电池组210、电能控制单元220、总线变换器230、启动保护控制电源电路240及一个或多个辅助电源250。其中所述电能控制单元220连接于所述电池组210和所述总线变换器230，用于根据所述电池组210输出的电能为所述总线变换器230供电；总线变换器230连接于启动保护控制电源电路240和至少一个辅助电源250，用于生成母线电压信号和启动保护控制信号；启动保护控制电源电路240用于连接外部设备，并根据启动保护控制信号为外部设备提供启动控制电源和保护控制电源；至少一个辅助电源250用于连接外部设备，并根据母线电压信号为外部设备提供工作电源。

其中，该外部设备可以是PET设备或其他需要该操作电源系统辅助供电的设备，本发明实施例以PET设备为例进行说明。PET设备的拓扑结构由“输入电能变换电路”、“高频隔离电路”和“输出电能变换电路”三大部分组成。输入电能变换电路和输出电能变换电路部分分别可以包含AD/DC电能单元，DC/DC电能单元和DC/AC电能变换单元。每种电能变换单元又可能包含机械式电气切换开关环节、电力电子功率开关器件拓扑环节和取样检测环节，以及系统控制环节。这些环节都需要配置独立隔离的辅助供电电源，才能保障其正常运行。

本实施例中，电池组210作为操作电源系统的原始启动供电输入，通过电能控制单元220为总线变换器230初始供电，以产生直流操作电源母线上的母线电压信号和启动保护控制信号。PET主电路所需的各辅助电源以直流操作电源母线的母线电压信号为输入，采用独立的变换器产生所需的隔离电源输出，整个辅助电源系统具有高的可靠性和稳定性。

可选地，总线变换器230可采用双管正激变换器、推挽变换器、半桥变换器和全桥变换器等至少一种。

可选地，电池组210可采用铅酸蓄电池组或锂电池组。

可选地，电池组210还可与外部设备的输出端连接，即外部设备的输出端反馈至该操作电源系统的电池组210。具体地，电池组210可通过充电器与外部设备连接，以使外部设备通过充电器为电池组210充电。以外部设备为PET为例，当PET主电路功率部分建立稳定的电压输出(例如低压380V输出)后，PET的电压输出和电池组210共同作为操作电源系统20的供电输入，同时PET的电压输出可为电池组充电，实现该操作电源系统的自启动和自供电。

本发明实施例采用固定的电池组作为电力电子变压器装置的系统操作电源的一部分，实现自启动电源功能，并为各辅助电源供电。当PET装置的主电路输出变换部分建立了稳定的输出电压后，该输出电压反馈作为直流操作电源系统的输入，同时给电池组充电，实现在线式互动，提高PET装置操作电源系统的可靠性和稳定性。此外，本发明实施例广泛适用于中高压PET的操作电源配置，实用性强，且不需要380V或220V的市电作为输入电源，能够有效简化操作电源系统。

在一个实施例中，如图3所示，上述至少一个辅助电源250包括电气切换用辅助电源251、功率开关驱动用辅助电源252和系统控制用辅助电源253中的至少一种。其中，电气切换用辅助电源251分别与所述总线变换器和所述外部设备连接，用于将所述母线电压信号转换为供所述外部设备进行电气切换的电能；功率开关驱动用辅助电源252分别与所述总线变换器和所述外部设备连接，用于将所述母线电压信号转换为供所述外部设备进行功率开关驱动的电能；系统控制用辅助电源253分别与所述总线变换器和所述外部设备连接，用于将所述母线电压信号转换为供所述外部设备进行系统控制的电能。

本实施例通过不同的辅助电源分别为PET等外部设备分别提供电气切换、驱动功率开关和实现系统控制所需的电能，不同的辅助电源之间互相独立，互不干扰，进一步提升操作电源系统的可靠性。

在一个实施例中，上述启动保护控制信号包括启动控制信号和保护控制信号，如图3所示，所述启动保护控制电源电路240包括启动控制电源电路241和保护控制电源电路242，其中启动控制电源电路241用于根据所述启动控制信号为所述外部设备提供启动控制电源；保护控制电源电路242用于根据所述保护控制信号为所述外部设备提供保护控制电源。

在一个实施例中，如图4所示，总线变换器230可包括初级主电路231、多个正激变压器232、多个次级电路233和直流操作电源母线234，其中初级主电路231的输入端连接所述电能控制单元220的输出端，各所述正激变压器的初级绕组分别连接所述初级主电路231的输出端，各所述正激变压器的次级绕组的输出回路分别连接所述启动保护控制电源电路240或所述直流操作电源母线234。

直流操作电源母线234用于输出正母线电压BUS+和负母线电压BUS-，正母线电压BUS+和负母线电压BUS-可作为电气切换用辅助电源、功率开关驱动用辅助电源和系统控制用辅助电源的输入。

具体地，所述多个正激变压器包括第一正激变压器Tr1、第二正激变压器Tr2和第三正激变压器Trx，所述多个次级电路包括第一次级电路2331、第二次级电路2332和第三次级电路2333，所述第一次级电路2331的输入端连接所述第一正激变换器Tr1的次级绕组，所述第一次级电路2331的输出端连接所述启动控制电源电路241，第二次级电路2332的输入端连接所述第二正激变换器Tr2的次级绕组，所述第二次级电路2332的输出端连接所述保护控制电源电路242，第三次级电路2333的输入端连接所述第三正激变换器Trx的次级绕组，所述第三次级电路2333的输出端连接所述直流操作电源母线234。

其中，第一次级电路2331、第二次级电路2332和第三次级电路2333的输出回路依序分别连接到启动控制电源电路、保护控制电源电路和直流操作电源母线。第一次级电路2331和第二次级电路2332采用整流滤波加三端稳压结构，作为启动控制电源电路241和保护控制电源电路242的前置供电电路，输出稳定电压给外部设备的相关启动和保护电路供电。

次级直流操作电源母线电路可采用磁放大器稳压结构，得到稳定的大功率直流操作电源母线电压，为PET主电路所需的切换、驱动和控制用辅助电源电路供电。

以下结合图4，以一个具体的例子对总线变换器230的工作原理进行说明。例如，总线变换器230的初级主电路231采用“LCD软吸收双管正激变换结构”，初级主电路231包括：开关S₁和S₂、二极管D₁、D₂、D₃、D₄和D₅、储能电容C_m1和C_m2、谐振缓冲电感L_m。其中开关S₁和S₂(其驱动电压为u_gs1和u_gs2)及其并联二极管D_c1和D_c2组合成单向开关，其并联电容C_c1和C_c2为开关S₁和S₂的寄生电容和外加电容之和，开关S₁和S₂可以是GTR、MOSFET、IGBT、SiC或GaN等功率开关器件。二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、谐振缓冲电感L_m、储能电容C_m1和C_m2组成励磁复位电路。二极管D₄和二极管D₅是励磁复位保护二极管。开关S₁和S₂同时开通期间，产生正极性功率脉冲，从输入预设电源传输到正激变压器初级绕组，同时为储能电容C_m1和C_m2充电，其充电路径为：

U_in→S₁→A节点→(Tr1,Tr2,Trx)初级绕组→B节点→S₂→U_in；

U_in→S₁→A节点→C_m2→D₂→L_m→C_m1→B节点→S₂→U_in。

开关S₁和S₂同时关断期间，各正激变压器同时产生磁复位反向电流，从各正激变压器初级绕组第二端输出，回馈到电源输入端U_in，同时储能电容C_m1和C_m2放电，其放电路径为：

(Tr1,Trx,Trn)初级→B节点→C_m1→D₁→U_in→D₃→C_m2→A节点→(Tr1,Trx,Trn)初级

具体地，第三次级电路2333可采用由“先稳压后整流”的方法实现稳压输出，该电路具体包括：磁饱和电抗器L_x1、二极管D_x3、整流滤波电路(D_x1，D_x2，L_x2和C_x1)、电流源控制电路和误差放大电路。电流源控制电路主要包括电阻R_x1、电阻R_x2和PNP型三极管Q_x1，其功能是在开关周期的关断期间，通过二极管D_x3给磁饱和电抗器L_x1加载一个磁复位电流i_xc，使磁饱和电抗器磁通向反方向复位在一个调节值(如-B_x),从而使磁饱和电抗器L_x1在下一个开关周期的导通时区，调节其电压u_rx的脉冲宽度，从而实现PWM调节稳压功能。误差放大电路主要由电压取样电路、误差放大器A_e和其PI调节网络组成。电压取样电路给出反馈电压u_b到误差放大器A_e的负输入端，设定电压V_ref到误差放大器A_e的正输入端，误差放大器A_e通过PI调节后输出稳定的控制电压u_c给电流源控制电路，控制磁复位电流i_xc。设PNP型三极管Q_x1的发射极和基极导通电压为V_EB，则流控制方程为：i_xc≈(u_c-V_EB)/R_x1。

误差放大电路和电流源控制电路的辅助供电电源是Vxc，也可以直接连接到母线电压BUS+上。在开关周期的关断时区，正激变压器的二次侧电压u_sx为反向脉冲电压，其真实极性为次级绕组第2端为正(第1端为负)，此时反向脉冲电压u_sx有利于磁复位电流i_xc向磁饱和电抗器L_x1加载。在开关周期的导通时区，正激变压器的二次侧电压u_sx为正向脉冲电压，其真实极性为次级绕组第1端为正(第2端为负)，此时正向脉冲电压u_sx阻止磁复位电流i_xc的产生，同时二极管D_x3保护PNP型三极管Q_x1不受正向脉冲电压u_sx的影响。

在一个实施例中，如图5所示，电能控制单元220包括充电电路221、切换控制适配电路222和电容储能电路223，其中充电电路221与所述电池组210连接，用于控制所述电池组的工作状态；例如控制电池组210的充电并监测电池组210的容量，使电池组始终处于有效工作状态。电容储能电路223与所述总线变换器230连接，其包括电容阵列，可以根据电容储能电路223的输入电源为所述总线变换器供电。可选地，电容储能电路223的输入电源可以是电池组，也可以是外部设备反馈的电压。切换控制适配电路222连接所述电池组210、所述充电电路221、所述外部设备及所述电容储能电路223，用于将所述电容储能电路的输入电源切换为所述电池组或所述外部设备，实现电池组自启动电源和来自PET输出的自供电电源的在线互动式切换，并实现对电容储能阵列223的电压适配控制功能。

本实施例中，储能电容阵列作为总线变换器的直接输入，为总线变换器提供稳定的电压，可以消除PET外部电源输入的各种干扰，为系统低电压穿越功能的实现提供可靠保障。

具体地，如图6所示，切换控制适配电路包括第一开关S₁₁、第二开关S₁₂、第三开关S₁₃、第四开关JK、第一电感L₁₁、第二电感L₁₂、第一二极管D₁₁、第二二极管D₁₂和第三二极管D₁₃，其中：所述第一开关S₁₁的一端连接所述外部电路，另一端连接所述第一二极管D₁₁的阴极并通过所述第一电感L₁₁连接所述电容储能电路的第一端，所述电容储能电路的第二端和所述第一二极管D₁₁的阳极分别连接所述总线变换器230的负输入端；所述第二二极管D₁₂的阴极连接所述第一电感L₁₁与所述第一开关S₁₁的连接节点，所述第二二极管D₁₂的阳极通过所述第二开关S₁₂连接所述电池组的正极和所述第二电感L₁₂的一端，所述第二电感L₁₂的另一端连接所述第三二极管D₁₃的阴极并通过所述第三开关S₁₃连接所述外部电路，所述第三二极管D₁₃的阳极和所述电池组的负极分别连接所述总线变换器230的负输入端；所述第四开关JK连接在所述总线变换器230的正输入端与所述电容储能电路的第一端之间。

其中，第一开关至第三开关为电力电子功率开关，例如可选用高频功率开关。第四开关JK可选用机械切换开关，例如可以是继电器控制的机械开关。第一二极管至第三二极管可选用高频二极管。

本实施例中，当接收到外部启动命令后，系统启动控制逻辑首先检查储能电容阵列C_CC的电压U_CC,并控制电池组电压U_BAT给C_CC充电，此时充电回路为：U_BAT→S₁₂→D₁₂→L₁₁→C_CC。电感L₁₁的放电回路为：L₁₁→C_CC→D₁₁。当电容阵列的电压U_CC达到规定值后，驱动部分发控制信号K₁接通开关JK，电压U_CC输送到总线变换器单元230以启动操作电源系统的各辅助电源，实现PET的自启动。

当PET主电路建立稳定的低压380V输出或其他设定的低压输出，并且系统检测到自供电电压u_fb后，系统“自供电控制逻辑”首先关闭电池放电开关S₁₂，并使驱动电路驱动开关S₁₁为电容阵列C_CC充电，维持电压U_CC的稳定输出。充放电回路：充电u_fb→S₁₁→L₁₁→C_CC，放电L₁₁→C_CC→D₁₁。

同时自供电控制逻辑控制开关S₃对电池组进行维持充电，使电池组电压U_BAT处于正常在线保持状态。充放电回路：充电u_fb→S₁₃→L₁₂→U_BAT，放电L₁₂→U_BAT→D₁₃。

本实施例中，储能电容阵列具有一定功率容量，并且电池组也始终处于在线互动式状态，可以在要求的低电压穿越时间内和故障保护时间内维持电容阵列的电压稳定，保障整个PET操作电源系统的安全运行。

在一个实施例中，操作电源系统还包括单向控制电路，所述单向控制电路一端连接所述外部设备，另一端与所述电能控制单元连接。该单向控制电路可通过单向整流开关实现。

在一个实施例中，如图7所示，本发明还提供一种电力电子变压器系统，该电力电子变压器系统包括电力电子变压器设备71和如上述任一实施例所述的操作电源系统20，其中该操作电源系统20与该电力电子变压器设备71连接，用于对该电力电子变压器供电。

在一个实施例中，所述电力电子变压器包括输入电能变换电路711、高频隔离电路712和输出电能变换电路713，所述输入电能变换电路711分别与所述操作电源系统中的启动保护控制电源电路和至少一个辅助电源连接；所述高频隔离电路分别与所述输入电能变换电路和所述操作电源系统中的至少一个辅助电源连接；所述输出电能变换电路分别与所述高频隔离电路、所述操作电源系统中的电能控制单元和至少一个辅助电源连接。

上述电力电子变压器系统系统采用固定的电池组作为电力电子变压器装置的系统操作电源的一部分，实现自启动电源功能，并为各辅助电源供电。当PET装置的主电路输出变换部分建立了稳定的输出电压后，该输出电压反馈作为直流操作电源系统的输入，同时给电池组充电，实现在线式互动，提高PET装置操作电源系统的可靠性和稳定性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上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 (10)

1.一种操作电源系统，其特征在于，包括电池组、电能控制单元、总线变换器、启动保护控制电源电路以及至少一个辅助电源，其中：

所述电能控制单元连接于所述电池组和所述总线变换器，用于根据所述电池组输出的电能为所述总线变换器供电；

所述总线变换器连接于所述启动保护控制电源电路和所述至少一个辅助电源，用于生成母线电压信号和启动保护控制信号；

所述启动保护控制电源电路用于连接外部设备，并根据所述启动保护控制信号为所述外部设备提供启动控制电源和保护控制电源；

所述至少一个辅助电源用于连接所述外部设备，并根据所述母线电压信号为所述外部设备提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的操作电源系统，其特征在于，所述至少一个辅助电源包括以下至少一种：

电气切换用辅助电源，分别与所述总线变换器和所述外部设备连接，用于将所述母线电压信号转换为供所述外部设备进行电气切换的电能；

功率开关驱动用辅助电源，分别与所述总线变换器和所述外部设备连接，用于将所述母线电压信号转换为供所述外部设备进行功率开关驱动的电能；

系统控制用辅助电源，分别与所述总线变换器和所述外部设备连接，用于将所述母线电压信号转换为供所述外部设备进行系统控制的电能。

3.根据权利要求1所述的操作电源系统，其特征在于，所述启动保护控制信号包括启动控制信号和保护控制信号，所述启动保护控制电源电路包括：

启动控制电源电路，用于根据所述启动控制信号为所述外部设备提供启动控制电源；

保护控制电源电路，用于根据所述保护控制信号为所述外部设备提供保护控制电源。

4.根据权利要求1所述的操作电源系统，其特征在于，所述总线变换器包括初级主电路、多个正激变压器、多个次级电路和直流操作电源母线，其中所述初级主电路的输入端连接所述电能控制单元的输出端，各所述正激变压器的初级绕组分别连接所述初级主电路的输出端，各所述正激变压器的次级绕组分别连接所述启动保护控制电源电路或所述直流操作电源母线。

5.根据权利要求4所述的操作电源系统，其特征在于，所述多个正激变压器包括第一正激变压器、第二正激变压器和第三正激变压器，所述多个次级电路包括第一次级电路、第二次级电路和第三次级电路，其中：

所述第一次级电路的输入端连接所述第一正激变换器的次级绕组，所述第一次级电路的输出端连接所述启动控制电源电路；

所述第二次级电路的输入端连接所述第二正激变换器的次级绕组，所述第二次级电路的输出端连接所述保护控制电源电路；

所述第三次级电路的输入端连接所述第三正激变换器的次级绕组，所述第三次级电路的输出端连接所述直流操作电源母线。

6.根据权利要求1所述的操作电源系统，其特征在于，所述电能控制单元包括：

充电电路，与所述电池组连接，用于控制所述电池组的工作状态；

电容储能电路，与所述总线变换器连接，用于根据输入电源为所述总线变换器供电；

切换控制适配电路，分别连接所述电池组、所述充电电路、所述外部设备及所述电容储能电路，用于将所述电容储能电路的输入电源切换为所述电池组或所述外部设备。

7.根据权利要求6所述的操作电源系统，其特征在于，所述切换控制适配电路包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管和第三二极管，其中：

所述第一开关的一端连接所述外部电路，另一端连接所述第一二极管的阴极并通过所述第一电感连接所述电容储能电路的第一端，所述电容储能电路的第二端和所述第一二极管的阳极分别连接所述总线变换器的负输入端；

所述第二二极管的阴极连接所述第一电感与所述第一开关的连接节点，所述第二二极管的阳极通过所述第二开关连接所述电池组的正极和所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端连接所述第三二极管的阴极并通过所述第三开关连接所述外部电路，所述第三二极管的阳极和所述电池组的负极分别连接所述总线变换器的负输入端；

所述第四开关连接在所述总线变换器的正输入端与所述电容储能电路的第一端之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的操作电源系统，其特征在于，所述操作电源系统还包括单向控制电路，所述单向控制电路一端连接所述外部设备，另一端与所述电能控制单元连接。

9.一种电力电子变压器系统，其特征在于，包括电力电子变压器和如权利要求1至8中任一项所述的操作电源系统。

10.根据权利要求9所述的电力电子变压器系统，其特征在于，所述电力电子变压器包括输入电能变换电路、高频隔离电路和输出电能变换电路，其中：

所述输入电能变换电路分别与所述操作电源系统中的启动保护控制电源电路和至少一个辅助电源连接；

所述高频隔离电路分别与所述输入电能变换电路和所述操作电源系统中的至少一个辅助电源连接；

所述输出电能变换电路分别与所述高频隔离电路、所述操作电源系统中的电能控制单元和至少一个辅助电源连接。

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