CN114175441A - Mvdc链路供电电池充电器和其操作 - Google Patents

Mvdc链路供电电池充电器和其操作 Download PDF

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Abstract

一个实施例是一种系统，该系统包括将第一AC‑DC转换器和第二AC‑DC转换器电耦合的中压直流(MVDC)链路。第一AC‑DC转换器与第一交流(AC)馈线电耦合。第二AC‑DC转换器与第二AC馈线电耦合。电池充电器经由非转换连接与MVDC链路电耦合。第一电子控制器与第一AC‑DC转换器可操作地耦合。第二电子控制器与第二AC‑DC转换器可操作地耦合。在电池充电器对电池充电的操作期间，第一电子控制器被配置为控制第一AC馈线与第二AC馈线之间的功率流，并且第二电子控制器被配置为控制MVDC链路的电压。

Description

MVDC链路供电电池充电器和其操作
技术领域
本公开涉及中压直流(MVDC)链路供电电池充电器和与其相关的装置、方法、系统和技术。已提出使用与常开开关并联的电电力分配网络中直接以背对背关系耦合或经由DC布线耦合的AC/DC转换器。此类提议允许交流馈线之间的电力输送，同时还允许通过关闭常开开关的MVDC链路旁路。此类提议提供用于增强电力输送能力和减少馈线系统电力损失的可能性，同时还维持径向馈线结构。同时，越来越需要改进电池充电基础设施，诸如电动车辆(EV)电池充电器。保持对本文中公开的唯一装置、方法、系统和技术的实质需要。
背景技术
出于描述本公开的说明性实施例、对其进行和使用的方式和过程的目的，且为了实现其实践、进行和使用，现将参考某些示例性实施例，包括图式中说明的实施例，并且将使用特定语言来对其进行描述。然而，应理解，不由此产生本发明的范围的限制，并且本发明包括且保护所属领域的技术人员将想到的示例性实施例的此类更改、修改和其他应用。
发明内容
一个实施例为唯一MVDC链路供电电池充电器。其他实施例、形式、目标、特征、优势、方面和益处将从以下描述和图式变得显而易见。
附图说明
图1为说明示例电力分配系统的某些方面的示意图。
图2为说明示例MVDC充电器系统的某些方面的示意图。
图3为说明可以结合MVDC充电器系统执行的示例充电过程的某些方面的图式。
图4为说明用于MVDC充电器系统的示例控制的某些方面的示意图。
图5为说明示例MVDC充电器系统的某些方面的示意图。
图6为说明示例MVDC充电器系统的某些方面的示意图。
具体实施方式
参考图1，说明包括中压交流(MVAC)网络110的示例电力分配系统100(系统100)，该系统使用来自高压交流(HVAC)网络102的电力馈送且将电力分配给多个低压交流(LVAC)负荷或网络。应进一步了解，系统100为在地理区域(诸如包括由配电系统服务的多个负荷的自治区或另一地理区域)上方延伸的配电系统的示例，应了解，在许多实施例中，系统100的密度和范围可以根据所说明示例变化。
一般来说，HVAC指代可以称为传输电压的在适用于电力传输(例如电力从实用产生源到一次变电所的传输)的范围内的电压，MVAC指代可以称为分配电压的在低于HVAC且适用于电力分配(例如电力经由分配网络从一次变电所到二次或更高级变电所或变压器的分配)的范围内的电压，并且LVAC电压在比MVAC的范围更低的范围内(例如适用于对用户负荷供电的电压)。应了解，HVAC、MVAC和LVAC的电压范围可以取决于给定实施方式的架构、容量、惯例、标准和其他变化而变化。在某些应用中，35kV到220kV的电压可以被视为HVAC，范围为1kV到35kV的电压可以被视为MVAC，并且范围从1kV向下的电压可以被视为LVAC。在某些应用中，HVAC与MVAC之间的边界可以为110kV。在其他应用中，相较这些示例，HVAC、MVAC和LVAC可以被视为具有各种其他范围。在电池充电的情况下，某些实施例可以利用当转换为DC电压时能够提供可接受充电率或用于大电池(如EV电池和静止或备用存储电池)的容量的MVAC电压。
经由一个或多个一次分配变电所处提供的一个或多个变压器105a、105b将来自HVAC网络102的电力馈送到MVAC网络110。变压器105a、105b经由相应断路器104a、104b连接到HVAC网络102，并且经由相应断路器114a、114b连接到相应中压(MV)母线112a、112b。MVAC馈线122a、122b、122c、122d(统称为MVAC馈线122)通过断路器115a、115b、115c、115d连接到MV母线112a、112。MVAC馈线122分别包括与在二次分配变电所处提供的变压器130耦合的多个缆线区段，其馈送相应LVAC负荷或网络140。开关128设置在缆线区段的每个末端处以允许缆线区段与变压器130断开。开关128能够为断路器、负荷开关、断电器或其他开关设备，如针对特定实施方式可以为适当的。MV负荷或网络(诸如MV负荷或网络150)还可以直接连接到MVAC馈线122。应了解，本文中说明和描述的MVAC网络100的组件(例如MVAC馈线122和布线、母线、断路器、变压器和系统100的其他元件)以及具有本公开的益处的如所属领域的技术人员将想到的其他组件为分配电压交流(DVAC)电力系统电路系统的示例。
在所说明示例中，一次变电所断路器104a、104b、114a、114b和馈线开关128为常闭的。常开(NO)开关126还设置在相应馈线122之间。以此方式，MV分配网络能够作为径向网络操作，然而其还具有网状网络拓扑特性和能力。NO开关126可以在故障(诸如缆线区段故障)的情况下关闭。一旦有故障的缆线区段断开，则有故障的缆线区段下方的负荷能够通过关闭NO开关126中的适当开关服务。以此方式，径向馈线结构能够在正常操作和故障情况下维持。
系统100还包括一个或多个中压直流(MVDC)系统200、500、600，该系统在所说明实施例中与NO开关126并联连接但还可以设置在两个或更多个馈线122之间的其他配置中(例如在没有NO开关126的配置中)。如本文中进一步描述，MVDC系统200、500、600为提供从MVDC链路到电池充电器的非转换电力供应的MVDC系统的示例(然而可以在其他系统位置处存在转换器，例如与DC链路耦合的双向AC/DC转换器和转换器其他系统位置)。换句话说，MVDC系统200、500、600能够在没有DC电压到不同操作(即非零)电压等级的转换(不包括固有电阻损耗)的情况下直接从MVDC链路向电池充电器供应MVDC电力，诸如在不利用中间转换器(例如可操作以从一个DC电压上升或下降到另一DC电压)的情况下供应MVDC电力。
应了解，取决于特定实施方式或应用的特性，许多电压范围可以被视为MVDC。在电池充电器的情况下，MVDC可以被视为与最大额定电压为50V或更大的电池(诸如电动车辆(EV)电池和静止或备用存储电池)的电压对应的电压。
参考图2，说明示例MVDC充电器系统200(系统200)。在所说明示例中，系统200包括MVDC链路202，该MVDC链路202与双向AC/DC转换器204a、204b电耦合且在其间延伸。双向AC/DC转换器204a、204b还与变压器206a和206b耦合，该变压器206a和206b又与MVAC馈线122a、122b耦合。应了解，在某些形式中，变压器206a和206b可以省略，并且无变压器连接可以设置在双向AC/DC转换器204a、204b与MVAC馈线122a、122b之间。还应了解，在某些形式中，双向AC/DC转换器204a、204b可以与除MVAC馈线122a、122b的电力系统组件耦合，例如双向AC/DC转换器204a、204b可以在一次变电所或另一电力系统位置处与相应AC总线耦合。
电子控制器212a(有时称为控制器212a)设置为与双向AC/DC转换器204a可操作通信且被配置为控制双向AC/DC转换器204a的操作。电子控制器212b(有时称为控制器212b)设置为与双向AC/DC转换器204b可操作通信且被配置为控制双向AC/DC转换器204b的操作。
电子控制器212a、212b可以通过许多形式设置。在某些形式中，电子控制器212a、212b可以为基于集成电路的电子控制器，例如一个或多个基于微处理器或基于微控制器的电子控制器。电子控制器212a、212b可以通过具有单个处理或计算组件的形式或通过包括多个可操作耦合处理或计算组件的形式设置，并且可以包括数字电路系统、模拟电路系统或这些类型中的两个的混合组合。电子控制器212a、212b的集成电路系统或其构成处理器/控制器或其他组件中的任一个可以包括一个或多个信号调节器、调制器、解调器、算术逻辑单元(ALU)、中央处理单元(CPU)、限制器、振荡器、控制块、放大器、信号调节器、滤波器、格式转换器、通信端口、夹具、延迟设备、存储器设备、模数(A/D)转换器、数模(D/A)转换器和/或所属领域的技术人员将想到的不同电路系统或功能组件，以提供并执行本文中公开的控制操作。
系统200还包括MVDC充电器220，该MVDC充电器220与MVDC链路202耦合。一个或多个电池(诸如电动车辆(EV)240的电池242)可以经由插件或其他类型的连接件可选择地与MVDC充电器220耦合和解耦。在所说明形式中，DC链路208为对称MVDC链路，其额定DC电压对应于完全充电标准EV电池的电压，例如800V。
MVDC充电器220包括DC开关222，该DC开关222能够关闭和打开以开始和停止EV充电。DC开关222可以为例如具有断续能力的DC负荷开关。二极管224设置为阻止EV 240的电池242通过电流馈送极对极故障。在某些形式中，电池242可以用作MVAC网格的能量存储或源，MVAC馈线122a和122b的MVAC网格形成部分。在此类形式中，许多备选电路可以代替二极管224使用，包括例如机械或固态DC断路器、一个或多个断开类型的半导体开关、一个或多个晶闸管，或这些和/或其他电路元件的组合，诸如阻断二极管。此还可以为其他形式的真，而不管电池242是否用作MVAC网格的能量存储或源。应理解，在包括双向充电/放电电路系统的充电电路系统实施例中，存储电池(诸如固定或静止电池)可以与充电电路系统耦合以按需或按期望接收、存储和放电电力。
应了解，系统200为电路系统的一个示例，该电路系统在不使用或需要电池与MVDC链路中间的转换器的情况下将电力从MVDC链路供应到电池充电器(诸如EV电池充电器)。还预期电路系统的许多额外和交替示例，该电路系统在不使用或需要电池与MVDC链路中间的转换器的情况下将电力从MVDC链路供应到电池充电器(诸如EV电池充电器)。额外备选方案和修改的非限制示例包括：开关、二极管和电池的位置的变化、开关、单向元件(如上文所讨论)的类型的变化、DC总线的结构的变化、DC总线处的EV的连接的变化、连接在DC总线处的EV的数目的变化和/或MVDC转换器的数目的变化以及具有本公开的益处的如所属领域的技术人员将想到的其他变化。
参考图3，说明描绘示例充电过程300的某些方面的图式，该过程可以结合MVDC充电器系统(诸如系统200)来执行。出于描述的连续性，示例充电过程300指代系统200的某些元件，应了解，描述同样适用于其他系统的其他元件。
在过程300中，曲线310指示依据时间而变化的电池242的电压
Figure BDA0003485819520000061
并且曲线320指示依据时间而变化的MVDC链路202的电压
Figure BDA0003485819520000062
在时间t0与时间t1间，电池242插入MVDC充电器220中，但负荷开关222打开，并且MVDC链路202在与完全充电电池的电压对应的电压下操作。在时间t1与时间t2之间，
Figure BDA0003485819520000063
下降以使得其等于或低于
Figure BDA0003485819520000064
在时间t2与时间t3之间，关闭负荷开关。
在时间t3与时间t4之间，下降直到电池242的DC电流
Figure BDA0003485819520000065
达到最大额定或可允许电池充电电流
Figure BDA0003485819520000066
或另一电池的充电电流极限，其可以确立为低于最大额定或可允许电池充电电流，例如以提供误差或安全的界限，或出于效率原因，或提供期望系统操作。在这些情况下，
Figure BDA0003485819520000067
已增大到大于
Figure BDA0003485819520000068
的等级，并且对电池242充电。在时间t4与时间t5之间，由于电池电压随着增加充电状态(SOC)而增大，因此
Figure BDA0003485819520000069
也随时间增大，以使得电流
Figure BDA00034858195200000610
保持在
Figure BDA00034858195200000611
在时间t5与时间t6之间，
Figure BDA00034858195200000612
达到与完全充电电池对应的电压
Figure BDA0003485819520000071
在这些情况下，
Figure BDA0003485819520000072
将不进一步增大。相反，由于对电池242进一步充电且曲线310和320相交，因此电流
Figure BDA0003485819520000073
将减小。电池电压可以逐渐接近
Figure BDA0003485819520000074
其在与完全充电电池对应的电压等级处。在时间t6处，当DC电流低于某一阈值时，电池电压将接近MVDC电压且电池被视为完全充电。打开负荷开关222，停止充电，且EV能够不插电。
参考图4，说明示例控制件400，该示例控制件400可以用于控制MVDC充电器系统(诸如系统200)的操作且能够被配置为且操作以根据图3的示例过程执行充电过程。控制件400可以在电子控制器中实施，该电子控制器与双向AC/DC转换器可操作通信且被配置为控制双向AC/DC转换器的操作，该电子控制器为例如电子控制器212a、212b或其他电子控制器。
控制件400被配置为可选择地以许多模式(包括有功功率流控制模式和MVDC链路电压控制模式)控制双向AC/DC转换器的操作。可以通过使操作器465打开的将标记467设定为真值且通过使操作器455关闭的将标记457设定为假值而选择有功功率流控制模式。以此模式，共同耦合点处的有源电力(Ppcc)设置为向操作器460的输入462，并且共同耦合点处的有源电力
Figure BDA0003485819520000075
的参考值设置为向操作器460的输入464。操作器460向操作器465输出输入462与输入464之间的差，该操作器在打开时向操作器470提供此输入，其还在输入445处接收MVDC链路的电压
Figure BDA0003485819520000076
且向操作器475输出这些输入的总和。
操作器475将其接收的输入界定为最大电池电压加上小界限ε，其被添加以实现转换器之间的电压降
Figure BDA0003485819520000077
(其为在输入472处提供的可校准值)以及最小MVDC链路电压
Figure BDA0003485819520000078
(其为在输入474处提供的可校准值)。针对背对背链路，界限(ε)可以大体上为零。如果DC布线存在于转换器之间，那么非零界限可以使用且可以调谐以说明电阻和转换器之间的电阻式电压降、电气长度、电容、电感、损耗和DC布线的其他电气特性。操作器475向操作器480输出界定的值，该操作器480还接收
Figure BDA0003485819520000081
作为输入482且向PI控制器485输出这些输入之间的差。PI控制器485输出有序的电流命令
Figure BDA0003485819520000082
作为输出490，其用作控制变量以控制由双向AC/DC转换器提供的电流。
可以通过使操作器455打开的将标记457设定为真值且通过使操作器465关闭的将标记467设定为假值而选择MVDC链路电压控制模式。以此模式，操作器450接收输入446处的MVDC链路参考电压
Figure BDA0003485819520000083
和输入448处的MVDC链路电压
Figure BDA0003485819520000084
并且向操作器455输出这些输入之间的差，该操作器455向操作器470提供此输出。操作器470还接收输入445处的MVDC链路的电压
Figure BDA0003485819520000085
并且向操作器475输出这些输入的总和。根据此点，控制件400以与上文结合有功功率流控制模式描述的方式类似的方式操作。应了解，PI控制器485的增益可能需要针对两种模式不同以获得期望控制性能。还应了解，针对点对点DC链路，一个转换器可以在有源电力控制模式中操作，而其他转换器处于MVDC链路电压控制模式。
控制件400被配置为动态地调整随时间在输入446处提供的MVDC链路参考电压
Figure BDA0003485819520000086
以提供经由充电过程(诸如上文结合图3描述的充电过程300)的控制。选择输入406能够被设定为使开关操作器410向操作器420提供输入402的最大电池电压
Figure BDA0003485819520000087
或输入404的当前电池电压
Figure BDA0003485819520000088
(即，实际或现有的电池电压，其可以直接或间接地测量或感测，计算或估计)，该操作器还接收MVDC链路参考电压
Figure BDA0003485819520000089
446作为反馈且向电压增益操作器425输出这些输入的差，该电压增益操作器425还接收电压增益输入422并向开关438提供增益修改的电压输出。
操作器430接收输入406处的最大充电电流
Figure BDA00034858195200000810
和输入408处的当前电池电流
Figure BDA00034858195200000811
且将这些输入的差输出到电流增益操作器435，该电流增益操作器还接收电流增益输入432并向开关操作器438提供增益修改电流输出。开关操作器438还接收选择输入437，该选择输入437能够被设定为使得开关操作器438向集成操作器440提供操作器425或操作器435的输出，该集成操作器440集成经历最大电池电压上限
Figure BDA0003485819520000091
和最小MVDC链路电压下限
Figure BDA0003485819520000092
和用以提供MVDC链路参考电压
Figure BDA0003485819520000093
446的下限的所接收输入。
与过程300和系统200相关，控制件400可以在控制器212a和212b中实施。控制器212a中的实施方式可以通过将标记457设定为假值且将标记467设定为真值而设定为有源电力控制模式。控制器212b中的实施方式可以通过将标记457设定为真值且将标记467设定为假值而设定为MVDC链路电压控制模式。电子控制器212a和212b(且可能地额外或交替电子控制器)能够在没有彼此的输入或信息的情况下同时地且独立地操作。
在MVDC链路电压控制模式中，控制器212中的实施方式可以动态地被配置如下。从时间t0到t1，设定选择输入437以使得开关438从电压增益操作器425接收输入，并且选择输入406被设定为使得开关操作器410向操作器420提供输入402的最大电池电压
Figure BDA0003485819520000094
以将MVDC链路电压设定为最大电池电压。从时间t1到t3，为了向操作器420提供输入404的当前电池电压
Figure BDA0003485819520000095
以将MVDC链路电压减小为当前电池电压。从时间t3到t5，选择输入437被设定为使得开关438从电流增益操作器435接收输入，其使得MVDC链路电压增加到提供最大电池充电电流的值。从时间t5到t6，当MVDC链路电压已达到最大电池电压时，选择输入437被设定为使得开关438从电压增益操作器425接收输入，并且选择输入406被设定为使得开关操作器410向操作器420提供输入402的最大电池电压
Figure BDA0003485819520000096
以将MVDC链路电压维持在最大电池电压。
应了解，可操作地与DC链路耦合的两个或更多个双向AC-DC转换器可以分别包括控制件400或其变体。如果两个转换器在操作中，那么假定一个处于电力控制，其中Dp＝0，DvV＝1，且另一个处于dc电压控制，其中Dp＝0，DvV＝1，其中DP表示电力控制模式标记或设定，且
Figure BDA0003485819520000097
表示电压控制模式或标记或设定。如果转换器中的一个停止操作，那么可以假定剩余处于MVDC链路电压控制模式。
应进一步了解，转换器之间(且因此馈线之间)的有源电力输送在电池充电循环期间为可能的。要求为DC电压控制转换器能够提供与有源电力控制转换器的电力级和在充电时供应电池所需的电力的总和的电力。如果此不成立，那么可以减小电力级。
还应了解，能够相对于电池充电标注若干不同操作模式。在一种模式中，有源电力控制作为整流器操作，其中有源电力级小于
Figure BDA0003485819520000101
其为电池能够容忍的最大充电电力(有时表述为C速率)。DC电压控制转换器还将处于整流器模式，并且电池将从两个转换器充电。
在另一模式中，有源电力控制转换器作为具有比
Figure BDA0003485819520000102
更大的有源电力级的整流器操作。DC电压控制转换器将处于逆变器模式，注入对应于有源电力级的电力减去电池充电到AC网络中所需的电力。
在另一模式中，有源电力控制转换器作为转换器操作。DC电压控制转换器将处于整流器模式，提取对应于有源电力级的电力加上从AC网络的电池充电所需的电力。在此情况下，用于有源电力控制转换器的有源电力级可以提供足够空余空间，以使得DC电压控制转换器不达到阀电流极限。
参考图5，说明包括第一MVDC链路502和第二MVDC链路512的示例MVDC充电器系统500(系统500)，该第一MVDC链路502与双向AC/DC转换器504a和504b电耦合且在双向AC/DC转换器504a与504b之间延伸，且该第二MVDC链路512与双向AC/DC转换器514a和514b电耦合且在双向AC/DC转换器514a与514b之间延伸。MVDC链路502和512分别与电池充电器508和518电耦合，该电池充电器可以与MVDC充电器220相同或相似，可以由与控制件400相同或相似的控制件操作，并且可以执行与过程300相同或相似的过程。
双向AC/DC转换器504a、504b、514a和514b可操作地与相应电子控制件(未说明)耦合，该电子控制件可以与上文结合系统200描述的电子控制件相同或相似。双向AC/DC转换器504a和514a分别与变压器绕组506a和516a电耦合。双向AC/DC转换器504b和514b分别与变压器绕组506b和516b电耦合。变压器绕组506a和516a与变压器绕组526a电磁耦合，该变压器绕组526a又与馈线122a耦合。变压器绕组506b和516b与变压器绕组526b电磁耦合，该变压器绕组526b又与馈线122b耦合。如省略号590所表示，预期在某些实施例中额外并行MVDC链路、转换器、电池充电器和变压器绕组还可以存在。
系统500可以用于通过并行地提供两个或更多个MVDC链路相对于具有单个MVDC链路的系统提供馈线之间增加的电力输送能力。这些链路能够可能地连接到具有与并行MVDC链路(502、512)中的单独链路耦合的若干相对较低电压绕组(例如变压器绕组506a、506b、516a和516b)和用于连接到分配馈线的共同相对较高电压绕组(例如变压器绕组526a、526b)。诸如系统500等并行MVDC链路布置还允许对若干电池同时独立地充电。
参考图6，说明包括MVDC链路602的示例MVDC充电器系统600(系统600)，该MVDC链路602与双向AC/DC转换器604a、604c和604d电耦合且在其间延伸。MVDC链路602与电池充电器608电耦合，该电池充电器608可以与MVDC充电器220相同或相似，可以使用与控制件400相同或相似的控制件操作，并且可以执行与过程300相同或相似的过程。
双向AC/DC转换器604a、604c和604d可操作地与相应电子控制件(未说明)耦合，该电子控制件可以与上文结合系统200描述的电子控制件相同或相似。双向AC/DC转换器604a、604c和604d分别与变压器624a、624c和624d电耦合，该变压器624a、624c和624d又分别与馈线122a、122c和122d耦合。如省略号690所表示，预期在某些实施例中额外MVDC链路、转换器和变压器还可以存在且与MVDC链路602耦合。
在诸如系统600的布置中，三个或更多个转换器连接到共同DC链路。此类布置可以操作，以使得使用与控制件400相同或相似的控制件且执行与用于对电池充电的过程300相同或相似的过程，一个转换器处于MVDC链路电压控制模式且其他转换器处于有源电力控制模式。此类布置可以备选地操作，以使得至少两个转换器在电压降控制模式下操作，此类转换器在该模式下分担DC链路电压控制责任。
现将进一步描述许多示例实施例和形式以及其实例。第一示例实施例为一种系统，该系统包括：中压直流(MVDC)链路，电耦合第一AC-DC转换器和第二AC-DC转换器，第一AC-DC转换器与第一分配电压交流(DVAC)电力系统电路系统耦合，第二AC-DC转换器与第二DVAC电力系统电路系统耦合；电池充电器，经由非转换电连接与MVDC链路电耦合；第一电子控制器，与第一AC-DC转换器可操作地耦合；以及第二电子控制器，与第二AC-DC转换器可操作地耦合；其中在电池充电器对与电池充电器电耦合的电池充电的操作期间，第一电子控制器被配置为控制第一DVAC电力系统电路系统与第二DVAC电力系统电路系统之间的有功功率流，并且第二电子控制器被配置为控制MVDC链路的电压以对电池充电。
在第一示例实施例的某些示例形式中，第一电子控制器和第二电子控制器同时地且独立地在没有彼此的信息的情况下操作。在某些形式中，为了控制MVDC链路的电压以对电池充电，第二电子控制器被配置为控制MVDC链路电压以与当前电池电压匹配，增大MVDC链路电压以提供电池充电电流，以及如果MVDC链路电压达到最大电池电压，那么将MVDC链路电压维持在最大电池电压。在某些形式中，为了控制MVDC链路电压以与当前电池电压匹配，第二电子控制器被配置为使MVDC链路电压从最大电池电压减小到当前电池电压。在某些形式中，为了增大MVDC链路电压以提供电池充电电流，第二电子控制器被配置为减小MVDC链路电压直到实现最大电池充电电流且之后继续按需增大MVDC链路电压以维持最大电池充电电流。
第一示例实施例的某些此类形式包括：第二MVDC链路，电耦合第三AC-DC转换器和第四AC-DC转换器，第三AC-DC转换器与第一DVAC电力系统电路系统耦合，第四AC-DC转换器与第二DVAC电力系统电路系统耦合；第二电池充电器，经由第二非转换连接与第二MVDC链路电耦合；第三电子控制器，与第三AC-DC转换器可操作地耦合；以及第四电子控制器，与第四AC-DC转换器可操作地耦合；其中在第二电池充电器对与第二电池充电器电耦合的第二电池充电的操作期间，第三电子控制器被配置为控制第一DVAC电力系统电路系统与第二DVAC电力系统电路系统之间的有功功率流，并且第四电子控制器被配置为控制第二MVDC链路的电压以对第二电池充电。在此类形式的一些实例中，第一AC-DC转换器和第三AC-DC转换器通过第一变压器与第一DVAC电力系统电路系统电磁耦合，第一变压器包括与第一AC-DC转换器电耦合的第一低压绕组、与第三AC-DC转换器电耦合的第二低压绕组和与第一DVAC电力系统电路系统电耦合的高压绕组，并且第二AC-DC转换器和第四AC-DC转换器通过第二变压器与第二DVAC电力系统电路系统电磁耦合，第二变压器包括与第二AC-DC转换器电耦合的第三低压绕组、与第四AC-DC转换器电耦合的第四低压绕组和与第二DVAC电力系统电路系统电耦合的第二高压绕组。
第一示例实施例的某些形式包括与MVDC链路电耦合且与第三DVAC电力系统电路系统耦合的第三AC-DC转换器，以及被配置为控制第一DVAC电力系统电路系统与MVDC链路之间的功率流的第三电子控制器。在某些形式中，第一DVAC电力系统电路系统和第二DVAC电力系统电路系统中的至少一个为MVAC馈线。在某些形式中，第一DVAC电力系统电路系统和第二DVAC电力系统电路系统中的至少一个为一次变电所的MVAC总线。
第二示例实施例为一种方法，包括：提供系统，该系统包括：中压直流(MVDC)链路，电耦合第一AC-DC转换器和第二AC-DC转换器，第一AC-DC转换器与第一分配电压交流(DVAC)馈线耦合，第二AC-DC转换器与第二DVAC电力系统电路系统耦合；电池充电器，经由非转换连接与MVDC链路电耦合；第一电子控制器，与第一AC-DC转换器可操作地耦合；以及第二电子控制器，与第二AC-DC转换器可操作地耦合；将电池充电器连接到电池，以及在电池充电器连接到电池的情况下，操作第一电子控制器以控制第一DVAC电力系统电路系统与第二MVAC之间的功率流，以及操作第二电子控制器以控制MVDC链路的电压以对电池充电。
在第二示例实施例的某些形式中，操作第一电子控制器和操作第二电子控制器的动作同时地且独立地在不在第一电子控制器与第二电子控制器之间交换信息的情况下发生。在某些形式中，操作第二电子控制器以控制MVDC链路的电压以对电池充电的动作包括：控制MVDC链路电压以与当前电池电压匹配，增大MVDC链路电压以提供电池充电电流，以及如果MVDC链路电压达到最大电池电压，那么将MVDC链路电压维持在最大电池电压。在某些形式中，控制MVDC链路电压以与当前电池电压匹配的动作，第二电子控制器包括使MVDC链路电压从最大电池电压减小到当前电池电压。在某些形式中，增大MVDC链路电压以提供电池充电电流的动作包括减小MVDC链路电压直到实现最大电池充电电流且之后进一步按需增大MVDC链路电压以维持最大电池充电电流。
第二示例实施例的某些此类形式包括提供：第二MVDC链路，电耦合第三AC-DC转换器和第四AC-DC转换器，第三AC-DC转换器与第一DVAC电力系统电路系统耦合，第四AC-DC转换器与第二DVAC电力系统电路系统耦合；第二电池充电器，经由第二非转换连接与第二MVDC链路电耦合；第三电子控制器，与第三AC-DC转换器可操作地耦合；以及第四电子控制器，与第四AC-DC转换器可操作地耦合；操作第三电子控制器以控制第一DVAC电力系统电路系统与第二DVAC电力系统电路系统之间的有功功率流；以及操作第四电子控制器以控制第二MVDC链路的电压以对第二电池充电。此类形式的某些实例包括：使第一AC-DC转换器和第三AC-DC转换器通过第一变压器与第一DVAC电力系统电路系统电磁耦合，第一变压器包括与第一AC-DC转换器电耦合的第一低压绕组、与第三AC-DC转换器电耦合的第二低压绕组和与第一DVAC电力系统电路系统电耦合的高压绕组；以及使第二AC-DC转换器和第四AC-DC转换器通过第二变压器与第二DVAC电力系统电路系统电磁耦合，第二变压器包括与第二AC-DC转换器电耦合的第三低压绕组、与第四AC-DC转换器电耦合的第四低压绕组和与第二DVAC电力系统电路系统电耦合的第二高压绕组。
第二示例实施例的某些形式包括提供与MVDC链路电耦合且与第三DVAC电力系统电路系统耦合的第三AC-DC转换器，以及使用第三电子控制器控制第一DVAC电力系统电路系统与MVDC链路之间的有功功率流。某些形式包括提供与MVDC链路电耦合且与第三DVAC电力系统电路系统耦合的第三AC-DC转换器，提供与第三AC-DC转换器可操作地耦合的第三电子控制器。某些形式包括以电压降控制模式操作第二控制器和第三控制器以提供第二AC-DC转换器与第三AC-DC转换器之间的电压降。
尽管已在图式和前述描述中详细说明和描述本公开的说明性实施例，其被视为说明性的且在特性上不限制，但应理解，仅已示出和描述某些示例性实施例，且需要保护在所要求发明的精神范围内的所有变化和修改。应理解，尽管以上描述中使用的诸如优选的、优选地、优选或更优选等词语的使用指示如此描述的特征可以为更期望的，但其可能并非必要的且缺乏特征的实施例可以预期为在本发明的范围内，该范围由随附权利要求限定。在读取权利要求时，预期当在本文中使用诸如“一”、“至少一个”或“至少一个部分”等词语时，不预期将权利要求限制为仅一个项目，除非在权利要求中相反地明确陈述。当使用语言“至少部分”和/或“部分”时，项目能够包括部分和/或整个项目，除非相反地明确陈述。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
中压直流(MVDC)链路，将第一AC-DC转换器和第二AC-DC转换器电耦合，所述第一AC-DC转换器与第一分配电压交流(DVAC)电力系统电路系统耦合，所述第二AC-DC转换器与第二DVAC电力系统电路系统耦合；
电池充电器，经由非转换电连接与所述MVDC链路电耦合；
第一电子控制器，与所述第一AC-DC转换器可操作地耦合；以及
第二电子控制器，与所述第二AC-DC转换器可操作地耦合；
其中在所述电池充电器对与所述电池充电器电耦合的电池充电的操作期间，所述第一电子控制器被配置为控制所述第一DVAC电力系统电路系统与所述第二DVAC电力系统电路系统之间的有功功率流，并且所述第二电子控制器被配置为控制所述MVDC链路的电压以对所述电池充电。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一电子控制器和所述第二电子控制器在没有彼此的信息的情况下同时地且独立地操作。
3.根据权利要求1所述的系统，其中为了控制所述MVDC链路的电压以对所述电池充电，所述第二电子控制器被配置为：
控制所述MVDC链路电压以与当前电池电压匹配，
增大所述MVDC链路电压以提供电池充电电流，以及
如果所述MVDC链路电压达到最大电池电压，那么将所述MVDC链路电压维持在所述最大电池电压。
4.根据权利要求3所述的系统，其中为了控制所述MVDC链路电压以与所述当前电池电压匹配，所述第二电子控制器被配置为使所述MVDC链路电压从最大电池电压减小到所述当前电池电压。
5.根据权利要求3所述的系统，其中为了增大所述MVDC链路电压以提供电池充电电流，所述第二电子控制器被配置为减小所述MVDC链路电压直到实现最大电池充电电流，并且之后继续按需增大所述MVDC链路电压以维持所述最大电池充电电流。
6.根据权利要求1所述的系统，包括：
第二MVDC链路，将第三AC-DC转换器和第四AC-DC转换器电耦合，所述第三AC-DC转换器与所述第一DVAC电力系统电路系统耦合，所述第四AC-DC转换器与所述第二DVAC电力系统电路系统耦合；
第二电池充电器，经由第二非转换连接与所述第二MVDC链路电耦合；
第三电子控制器，与所述第三AC-DC转换器可操作地耦合；以及
第四电子控制器，与所述第四AC-DC转换器可操作地耦合；
其中在所述第二电池充电器对与所述第二电池充电器电耦合的第二电池充电的操作期间，所述第三电子控制器被配置为控制所述第一DVAC电力系统电路系统与所述第二DVAC电力系统电路系统之间的有功功率流，并且所述第四电子控制器被配置为控制所述第二MVDC链路的电压以对所述第二电池充电。
7.根据权利要求6所述的系统，其中
所述第一AC-DC转换器和所述第三AC-DC转换器通过第一变压器与所述第一DVAC电力系统电路系统电磁耦合，所述第一变压器包括与所述第一AC-DC转换器电耦合的第一低压绕组、与所述第三AC-DC转换器电耦合的第二低压绕组、以及与所述第一DVAC电力系统电路系统电耦合的高压绕组，并且
所述第二AC-DC转换器和所述第四AC-DC转换器通过第二变压器与所述第二DVAC电力系统电路系统电磁耦合，所述第二变压器包括与所述第二AC-DC转换器电耦合的第三低压绕组、与所述第四AC-DC转换器电耦合的第四低压绕组、以及与所述第二DVAC电力系统电路系统电耦合的第二高压绕组。
8.根据权利要求1所述的系统，包括第三AC-DC转换器和第三电子控制器，所述第三AC-DC转换器与所述MVDC链路电耦合并且与第三DVAC电力系统电路系统耦合，所述第三电子控制器被配置为控制所述第一DVAC电力系统电路系统与所述MVDC链路之间的功率流。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一DVAC电力系统电路系统和所述第二DVAC电力系统电路系统中的至少一个DVAC电力系统电路系统是MVAC馈线。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一DVAC电力系统电路系统和所述第二DVAC电力系统电路系统中的至少一个DVAC电力系统电路系统是一次变电所的MVAC总线。
11.一种方法，包括：
提供系统，所述系统包括：中压直流(MVDC)链路，将第一AC-DC转换器和第二AC-DC转换器电耦合，所述第一AC-DC转换器与第一分配电压交流(DVAC)电力系统电路系统耦合，所述第二AC-DC转换器与第二DVAC电力系统电路系统耦合；电池充电器，经由非转换电连接与所述MVDC链路电耦合；第一电子控制器，与所述第一AC-DC转换器可操作地耦合；以及第二电子控制器，与所述第二AC-DC转换器可操作地耦合；
将所述电池充电器连接到电池，以及
在所述电池充电器被连接到所述电池的情况下，操作所述第一电子控制器以控制所述第一DVAC电力系统电路系统与所述第二MVAC之间的功率流，以及操作所述第二电子控制器以控制所述MVDC链路的电压以对所述电池充电。
12.根据权利要求11所述的方法，其中操作所述第一电子控制器和操作所述第二电子控制器的动作在不在所述第一电子控制器与所述第二电子控制器之间交换信息的情况下同时地且独立地发生。
13.根据权利要求11所述的方法，其中操作所述第二电子控制器以控制所述MVDC链路的电压以对所述电池充电的动作包括：
控制所述MVDC链路电压以与当前电池电压匹配，
增大所述MVDC链路电压以提供电池充电电流，以及
如果所述MVDC链路电压达到最大电池电压，那么将所述MVDC链路电压维持在所述最大电池电压。
14.根据权利要求13所述的方法，其中控制所述MVDC链路电压以与所述当前电池电压匹配的动作，所述第二电子控制器包括使所述MVDC链路电压从最大电池电压减小到所述当前电池电压。
15.根据权利要求13所述的方法，其中增大所述MVDC链路电压以提供电池充电电流的动作包括减小所述MVDC链路电压直到实现最大电池充电电流，并且之后进一步按需增大所述MVDC链路电压以维持所述最大电池充电电流。
16.根据权利要求11所述的方法，包括：
提供：第二MVDC链路，将第三AC-DC转换器和第四AC-DC转换器电耦合，所述第三AC-DC转换器与所述第一DVAC电力系统电路系统耦合，所述第四AC-DC转换器与第二DVAC电力系统电路系统耦合；第二电池充电器，经由第二非转换连接与所述第二MVDC链路电耦合；第三电子控制器，与所述第三AC-DC转换器可操作地耦合；以及第四电子控制器，与所述第四AC-DC转换器可操作地耦合；
操作所述第三电子控制器以控制所述第一DVAC电力系统电路系统与所述第二DVAC电力系统电路系统之间的有功功率流；以及
操作所述第四电子控制器以控制所述第二MVDC链路的电压以对所述第二电池充电。
17.根据权利要求16所述的方法，包括：
使所述第一AC-DC转换器和所述第三AC-DC转换器通过第一变压器与所述第一DVAC电力系统电路系统电磁耦合，所述第一变压器包括与所述第一AC-DC转换器电耦合的第一低压绕组、与所述第三AC-DC转换器电耦合的第二低压绕组、以及与所述第一DVAC电力系统电路系统电耦合的高压绕组，以及
使所述第二AC-DC转换器和所述第四AC-DC转换器通过第二变压器与所述第二DVAC电力系统电路系统电磁耦合，所述第二变压器包括与所述第二AC-DC转换器电耦合的第三低压绕组、与所述第四AC-DC转换器电耦合的第四低压绕组、以及与所述第二DVAC电力系统电路系统电耦合的第二高压绕组。
18.根据权利要求11所述的方法，包括：提供第三AC-DC转换器，所述第三AC-DC转换器与所述MVDC链路电耦合并且与第三DVAC电力系统电路系统耦合；以及使用第三电子控制器控制所述第一DVAC电力系统电路系统与MVDC链路之间的有功功率流。
19.根据权利要求11所述的方法，包括：提供第三AC-DC转换器，所述第三AC-DC转换器与所述MVDC链路电耦合并且与第三DVAC电力系统电路系统耦合；提供与所述第三AC-DC转换器可操作地耦合的第三电子控制器。
20.根据权利要求19所述的方法，包括以电压降控制模式操作所述第二控制器和所述第三控制器，其中所述第二AC-DC转换器和所述第三AC-DC转换器分担DC链路电压控制责任。
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