CN114709853A - 供电系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种供电系统和方法。该供电系统包括：第一配电单元的输入端与输入电源的输出端连接，第一配电单元的输出端分别与功率变换单元、第二配电单元和监控显示单元连接；功率变换单元的输入端与第一配电单元的输出端连接，功率变换单元的输出端分别与监控显示单元和第二配电单元连接；第二配电单元的输入端分别与第一配电单元的输出端和功率变换单元的输出端连接，第二配电单元的输出端与负载、第一配电单元、功率变换单元和监控显示单元连接。通过本发明，解决了相关技术中由于飞机平台的供电系统在进行交直流供电切换时耗时过长的问题，达到了在切换过程中有效缩短切换时长的技术效果。

Description

供电系统和方法

技术领域

本发明涉及航空电力技术领域，尤其涉及一种供电系统和方法。

背景技术

飞机平台的研制周期普遍比机载电子设备的研制周期更长，当需要生产少量特殊功能飞机的时候，往往是采用改装已有的飞机平台和加装电子设备的方法，以减少这类飞机的生产周期和成本；由于机载电子设备的增加，飞机的供电系统也需要进行相应的改造，以保障新增电子设备的正常工作。

在实现过程中，对于特定类型飞机的改装，飞机的电源系统同时产生三相交流电和直流电作为主电源，飞机上新增的电子设备用电为三相交流电；当飞机的交流发电机出现故障后，其相应交流汇流条的供电会出现异常，此时需要将飞机上直流汇流条或蓄电池组提供的直流电转换为三相交流电，继续为新增的机载设备供电；这一供电体系就构成了飞机的双余度二次交流电源供电系统。

现代飞机对机载设备的要求不断提高，为提高系统可靠性，要求机载设备双余度供电，对于改装飞机新增的设备也同样如此；对三相交流供电系统的供电要求也不断提高，不仅要求提供高品质的三相交流电，同时在三相交流汇流条出现故障后，要求三相供电系统能迅速转换供电，继续为新增的电子设备供电，保证机载设备不间断工作。

但是现有飞机平台的供电系统在对交直流切换过程中，一旦交流供电电源和直流供电电源任意一方发生故障需要进行交直流切换，飞机平台整体需要等待的时间长，甚至重启，从而导致飞机的飞行隐患。

针对目前相关技术中由于飞机平台的供电系统在进行交直流供电切换时耗时过长的问题，目前尚未得到有效的解决。

发明内容

本发明实施例提供了一种供电系统和方法，以至少解决相关技术中由于飞机平台的供电系统在进行交直流供电切换时耗时过长的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种供电系统，包括：第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元、监控显示单元和负载，其中，第一配电单元的输入端与输入电源的输出端连接，第一配电单元的输出端分别与功率变换单元、第二配电单元和监控显示单元连接，用于依据检测输入电源的第一电学参数对输入电源进行控制，并将输入电源输出的交流电传输至第二配电单元，将输入电源输出的直流电传输至功率变换单元，向监控显示单元、功率变换单元和第二配电单元传输第一电学参数，其中，输入电源包括：交流发电机、直流发电机和蓄电池组；功率变换单元的输入端与第一配电单元的输出端连接，功率变换单元的输出端分别与监控显示单元和第二配电单元连接，用于将第一配电单元传输的直流电转换为交流电，将交流电传输至第二配电单元，并对交流电进行热备份，以及将交流电的第二电学参数传输至第一配电单元、第二配电单元和监控显示单元，其中，第二电学参数与第一电学参数相同；第二配电单元的输入端分别与第一配电单元的输出端和功率变换单元的输出端连接，第二配电单元的输出端与负载、第一配电单元、功率变换单元和监控显示单元连接，用于控制第一配电单元和功率变换单元传输交流电，以及将负载的用电参数传输至第一配电单元、功率变换单元和监控显示单元。

可选的，第一配电单元通过交流汇流条接收交流发电机传输的交流电；第一配电单元通过直流汇流条接收直流发电机传输的直流电；其中，交流电的传输优先级大于直流电的传输优先级，且，当交流汇流条故障时，第一配电单元通过直流汇流条接收直流发电机传输的直流电；当直流汇流条故障时，第一配电单元接收蓄电池组供电。

进一步地，可选的，第一配电单元包括：第一检测电路、第一数字信号处理器和第一固态功率控制器，其中，第一检测电路，用于检测交流发电机、直流发电机和蓄电池组的第一电学参数；第一数字信号处理器，用于控制第一固态功率控制器的通断，以及将第一电学参数通过控制总线发送至功率变换单元、第二配电单元和监控显示单元；第一固态功率控制器，用于控制交流电和直流电的通断。

可选的，功率变换单元包括：第二检测电路、第二数字信号处理器和三相逆变模块，其中，三相逆变模块，用于将直流电转变为电学参数为交流电，并对交流电进行热备份；第二数字信号处理器，用于控制三相逆变模块输出的交流电的电学参数为第二电学参数，并将第二电学参数通过控制总线传输至第一配电单元、第二配电单元和监控显示单元；第二检测电路，用于检测第一配电单元传输的直流电的电压和电流，以及检测三相逆变模块输出的交流电的第二电学参数。

可选的，第二配电单元包括：第三检测电路、第三数字信号处理器和第二固态功率控制器，其中，第三检测电路，用于检测第一配电单元传输的交流电的第一电学参数和功率变换单元传输的交流电的第二电学参数；第二固态功率控制器，用于控制交流电的通断，以及在预设时间内对第一配电单元和功率变换单元供电进行切换；第三数字信号处理器，用于控制第二固态功率控制器的通断，并将负载的用电参数通过控制总线传输至第一配电单元、功率变换单元和监控显示单元。

可选的，监控显示单元包括：显示屏和工控机，其中，显示屏，用于显示第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元和负载的状态数据，并显示对第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元和负载的控制操作；工控机，用于通过控制总线与第一配电单元、功率变换单元和第二配电单元进行双向通行，并通过状态数据进行诊断，向管理系统上传对应数据；其中，显示屏包括：触控显示屏。

可选的，第一配电单元、功率变换单元和第二配电单元具有过压、过流、过频、欠压、欠频保护功能。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种供电方法，应用于上述供电系统，包括：判断交流供电和/或直流供电是否发生故障；在交流供电发生故障的情况下，通过第二配电单元将第一配电单元传输的交流电切换至功率变换单元传输的交流电，并通过第二配电单元向负载传输功率变换单元传输的交流电；在直流供电发生故障的情况下，通过第一配电单元传输的交流电，并通过第一配电单元获取蓄电池组传输的直流电，通过功率变换单元将直流电转换为交流电，以及通过功率变换单元对转换后的交流电进行热备份，通过第二配电单元向负载传输第一配电单元传输的交流电；在交流供电和直流供电发生故障的情况下，通过第一配电单元获取蓄电池组传输的直流电，并通过功率变换单元将直流电转换为交流电，通过第二配电单元向负载传输功率变换单元输出的交流电；向监控显示单元发送交流供电和/或直流供电故障的信息。

可选的，该方法还包括：在交流供电故障修复的情况下，通过第二配电单元将功率变换单元输出的交流电切换至第一配电单元传输的交流电，功率变换单元执行交流电热备份操作，并通过第二配电单元向负载传输第一配电单元传输的交流电。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种供电系统的配置方法，应用于上述供电系统，包括：根据负载需求信息，配置第一配电单元、功率变换单元和第二配电单元，并根据供电业务需求信息配置监控显示单元，以及第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元、监控显示单元之间的通信方式；对第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元和监控显示单元分别依据供电业务需求信息进行测试，得到测试后的第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元和监控显示单元；对由第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元和监控显示单元组成的供电系统依次进行地面测试、机载地面测试和机载控制测试，得到测试后的供电系统。

本发明实施例中，双余度二次交流电源供电，配有第二配电单元，采用固态功率控制器，能够在短时间内完成供电转换，能够保证负载在供电转换时正常工作。也就是说，本发明实施例能够解决了相关技术中由于飞机平台的供电系统在进行交直流供电切换时耗时过长的问题，从而达到了在切换过程中有效缩短切换时长的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种供电系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种供电系统的连接关系示意图；

图3为本发明实施例提供的一种供电系统中交流供电转换时的负载输入电压波形图；

图4为本发明实施例提供的一种供电方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种供电系统的配置方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。

本发明实施例提供一种通信系统，图1为本发明实施例提供的一种供电系统的示意图。如图1所示，本申请实施例提供的供电系统具体包括：

第一配电单元10、功率变换单元12、第二配电单元14、监控显示单元16和负载18，其中，第一配电单元10的输入端与输入电源的输出端连接，第一配电单元10的输出端分别与功率变换单元12、第二配电单元14和监控显示单元16连接，用于依据检测输入电源的第一电学参数对输入电源进行控制，并将输入电源输出的交流电传输至第二配电单元14，将输入电源输出的直流电传输至功率变换单元12，向监控显示单元16、功率变换单元12和第二配电单元14传输第一电学参数，其中，输入电源包括：交流发电机、直流发电机和蓄电池组；功率变换单元12的输入端与第一配电单元10的输出端连接，功率变换单元12的输出端分别与监控显示单元16和第二配电单元14连接，用于将第一配电单元10传输的直流电转换为交流电，将交流电传输至第二配电单元14，并对交流电进行热备份，以及将交流电的第二电学参数传输至第一配电单元10、第二配电单元14和监控显示单元16，其中，第二电学参数与第一电学参数相同；第二配电单元14的输入端分别与第一配电单元10的输出端和功率变换单元12的输出端连接，第二配电单元14的输出端与负载18、第一配电单元10、功率变换单元12和监控显示单元16连接，用于控制第一配电单元10和功率变换单元12传输交流电，以及将负载18的用电参数传输至第一配电单元10、功率变换单元12和监控显示单元16。

其中，在本申请实施例中第一电学参数和第二电学参数为交流电的电压、电流、相位、频率。

如图1所示，第一配电单元10的输入与输入电源中的交流发电机、直流发电机和蓄电池连接，并通过控制总线(即，CAN总线，Controller Area Network)与功率变换单元12、第二配电单元14和监控显示单元16双向通信。

其中，第一配电单元10通过交流汇流条接收交流发电机传输的交流电；第一配电单元10通过直流汇流条接收直流发电机传输的直流电；其中，交流电的传输优先级大于直流电的传输优先级，且，当交流汇流条故障时，第一配电单元10通过直流汇流条接收直流发电机传输的直流电；当直流汇流条故障时，第一配电单元10接收蓄电池组供电。

在本申请实施例中负载18的用电参数包括：电压、电流、频率和相位。本申请实施例提供的供电系统可以应用于航天航空领域，以飞机制造/改装领域为例，在本申请实施例中直流汇流条的输入与飞机直流发电机(即，本申请实施例中的直流发电机)连接，交流汇流条与飞机三相交流发电机(即，本申请实施例中的交流发电机)连接，第一配电单元10的输入与直流汇流条、交流汇流条和蓄电池组连接。

综上，本申请实施例提供的供电系统可以应用于航天航空领域，以飞机制造/改装领域为例，通过图1所示的供电系统采用双余度二次交流电源供电，配有第二配电单元，采用固态功率控制器，能够在短时间内完成供电转换，能够保证负载在供电转换时正常工作。

具体的，图2为本发明实施例提供的一种供电系统的连接关系示意图。如图2所示，本申请实施例提供的供电系统具体如下：

可选的，第一配电单元10包括：第一检测电路、第一数字信号处理器和第一固态功率控制器，其中，第一检测电路，用于检测交流发电机、直流发电机和蓄电池组的第一电学参数；第一数字信号处理器，用于控制第一固态功率控制器的通断，以及将第一电学参数通过控制总线发送至功率变换单元12、第二配电单元14和监控显示单元16；第一固态功率控制器，用于控制交流电和直流电的通断。

具体的，如图2所示，在本申请实施例中第一配电单元10包括多组固态功率控制器(即，在本申请实施例中第一固态功率控制器)、DSP(Digital Signal Processing，简称DSP)数字信号处理器(即，本申请实施例中第一数字信号处理器)和检测电路(即，本申请实施例中第一检测电路)，检测电路用检测输入各电源的电压、电流、相位、频率(即，本申请实施例中的交流发电机、直流发电机和蓄电池组的第一电学参数)，DSP数字信号处理器用于控制固态功率控制器的通断和与其他单元通信(即，本申请实施例中的控制第一固态功率控制器的通断，以及将第一电学参数通过控制总线发送至功率变换单元12、第二配电单元14和监控显示单元16)，固态功率控制器用于控制输出交流电和直流电的通断(即，本申请实施例中的控制交流电和直流电的通断)；输入电源由交流汇流条、直流汇流条和蓄电池组构成，将输出交流电提供给第二配电单元14，将输出直流电提供给功率变换模块；DSP数字信号处理器将输入电源的电压、电流、频率和相位数据通过CAN总线(即，本申请实施例中的控制总线)，传输给功率变换单元、监控显示单元和智能配电单元。

可选的，功率变换单元12包括：第二检测电路、第二数字信号处理器和三相逆变模块，其中，三相逆变模块，用于将直流电转变为电学参数为交流电，并对交流电进行热备份；第二数字信号处理器，用于控制三相逆变模块输出的交流电的电学参数为第二电学参数，并将第二电学参数通过控制总线传输至第一配电单元10、第二配电单元14和监控显示单元16；第二检测电路，用于检测第一配电单元10传输的直流电的电压和电流，以及检测三相逆变模块输出的交流电的第二电学参数。

具体的，如图2所示，功率变换单元12包括检测电路(即，本申请实施例中的第二检测电路)、DSP数字信号处理器(即，本申请实施例中的第二数字信号处理器)和多组三相逆变模块(即，本申请实施例中的三相逆变模块)，输入电源来自第一配电单元10输出的直流电，输出的三相交流电提供给第二配电单元14；第二检测电路用于检测输入直流电的电压和电流，检测输出三相交流电的电压、电流、频率和相位(即，本申请实施例中的第二电学参数)；三相逆变模块用于将输入的直流电转换为三相交流电，输出的三相交流电与交流汇流条上三相交流电同频、同压、同相位，用于交流电的热备份；DSP数字信号处理器用于控制三相逆变模块输出的三相交流电的电压、频率和相位与第一配电单元10输出的三相交流电一致，同时DSP数字信号处理器将输出的三相交流电电压、电流、频率和相位数据通过CAN总线，传输给第二配电单元14、监控显示单元16、第一配电单元10。

可选的，第二配电单元14包括：第三检测电路、第三数字信号处理器和第二固态功率控制器，其中，第三检测电路，用于检测第一配电单元10传输的交流电的第一电学参数和功率变换单元12传输的交流电的第二电学参数；第二固态功率控制器，用于控制交流电的通断，以及在预设时间内对第一配电单元10和功率变换单元12供电进行切换；第三数字信号处理器，用于控制第二固态功率控制器的通断，并将负载18的用电参数通过控制总线传输至第一配电单元10、功率变换单元12和监控显示单元16。

具体的，第二配电单元14包括检测电路(即，本申请实施例中的第三检测电路)、DSP数字信号处理器(即，本申请实施例中的第三数字信号处理器)和多组固态功率功率控制器(即，本申请实施例中的第二固态功率控制器)，输入电源来自功率变换单元12和第一配电单元10输出的三相交流电；输出的三相交流电提供给多路负载；第三检测电路用于检测输入的三相交流电的电压、电流、频率和相位；第二固态功率控制器用于控制输出交流电的通断和供电的切换，保证供电转换时间在1.25ms以内完成切换；DSP数字信号处理器用于控制第二固态功率控制器的通断，同时将多路负载的电压、电流、频率和相位数据通过CAN总线，传输给功率变换单元12、监控显示单元16、第一配电单元10。

可选的，监控显示单元16包括：显示屏和工控机，其中，显示屏，用于显示第一配电单元10、功率变换单元12、第二配电单元14和负载18的状态数据，并显示对第一配电单元10、功率变换单元12、第二配电单元14和负载18的控制操作；工控机，用于通过控制总线与第一配电单元10、功率变换单元12和第二配电单元14进行双向通行，并通过状态数据进行诊断，向管理系统上传对应数据；其中，显示屏包括：触控显示屏。

具体的，监控显示单元16中的显示屏以触控显示屏为例进行说明，监控显示单元16包括触控显示屏和工控机；触控显示屏用于供电系统各单元的状态数据的显示和控制(即，本申请实施例中的显示第一配电单元10、功率变换单元12、第二配电单元14和负载18的状态数据，并显示对第一配电单元10、功率变换单元12、第二配电单元14和负载18的控制操作)，从而增强人机交互功能；工控机通过CAN总线与第一配电单元10、功率变换单元12和第二配电单元14双向通信，实现电压、电流、频率和相位数据的双向传输，诊断出现的故障，向机载运行管理系统(即，本申请实施例中的管理系统)上传关键的数据和信息。

可选的，第一配电单元10、功率变换单元12和第二配电单元14具有过压、过流、过频、欠压、欠频保护功能。

基于上述，本申请实施例提供的供电系统中交流汇流条，通过第一配电单元10和第二配电单元14，直接给负载供电；直流汇流条，用于飞机交流汇流条供电故障时，通过第一配电单元10、功率变换单元12和第二配电单元14间接给负载供电。

在本申请实施例中蓄电池组包括多个航空蓄电池，用于飞机交流汇流条和直流汇流条供电故障时，通过第一配电单元10、功率变换单元12和第二配电单元14接给负载供电。

在本申请实施例中输入供电优先级从高到低依次为交流汇流条电源、直流汇流条电源、蓄电池组电源，即交流汇流条优先供电，交流汇流条故障时，由直流汇流条供电，直流汇流条故障时，由蓄电池组供电；输出电源的优先级从高到低依次为第一配电单元10输出的交流电源、功率变换单元输出的交流电源，实现双余度交流供电。

第一配电单元10、功率变换单元12和第二配电单元14都具有过压、过流、过频、欠压、欠频保护功能。

当交流发电机故障解除，供电恢复正常后，第二配电单元14能够检测到并自动将输出交流电切换成交流汇流条供电，功率变换单元12则又恢复成供电热备份状态。

在本申请实施例中飞机三相交流发电机正常工作时，三相交流电经过交流汇流条，输入给第一配电单元10，第一配电单元10将三相交流电传输给第二配电单元14，第二配电单元14再将三相交流电分配给各个负载。

同时，若直流发电机正常工作，来自直流发电机的直流电输入第一配电单元10，蓄电池组的直流电不接入第一配电单元10，第一配电单元10将输入的直流电输出给功率变换单元12；若直流发电机故障，来自直流汇流条的直流电不接入第一配电单元10，蓄电池组的直流电接入第一配电单元10，第一配电单元10将输入的直流电输出给功率变换单元12。

功率变换单元12将输入的直流电逆变为与交流汇流条同压、同频率、同相位的三相交流电，输出给第二配电单元14，作为负载用电的热备份，实现双余度供电。

当交流发电机故障，第二配电单元14和第一配电单元10将来自交流发电机的三相交流电切断，第二配电单元14的输出交流电转换到由功率变换单元12提供，转换时间小于1.25ms，保证在交流发电机出现故障时，负载的供电不间断。

当交流发电机故障解除，供电恢复正常后，第二配电单元14能够检测到并自动将输出交流电切换成交流汇流条供电，功率变换单元12则又恢复成供电热备份状态。

当第一配电单元10、功率变换单元12和第二配电单元14检测到过压、过流、过频、欠压和欠频时，切除故障电源，保障各单元和负载的安全。

通过监控显示单元16，可以观察到当前系统运行的关键数据和信息，为人工控制负载的接入和切断提供数据和信息支持；当供电系统出现故障时，监控显示单元16根据CAN总线上的相关信息，对出现故障进行诊断，确定产生故障的位置和原因，提高系统的可维护性；同时，监控显示单元16将关键的数据和信息传输给飞机的运行管理系统，实现信息交互。

如图3，是实施实例中交流供电转换时的负载输入电压波形图，供电转换时间小于1.25ms。

本申请实施例提供的供电系统，可以更好的解决传统二次交流电源供电系统无法解决的问题；采用双余度的交流供电模式，能够保证新增电子设备运行过程中的不间断供电，提高供电的可靠性。

本申请实施例提供的供电系统，配有第二配电单元14，采用固态功率控制器，能够在1.25ms内完成供电转换，能够保证负载设备在供电转换时正常工作。

本申请实施例提供的供电系统，采用CAN总线通信和配置监控显示单元16，能够对供电系统中关键参数进行显示和控制，能够对出现的故障进行诊断，能够向飞机运行管理系统上传关键数据和信息，提高了供电系统的人机交互性和可维护性。通过配有功率变换单元12，采用热备份技术，产生与第二配电单元14输出三相交流电同频、同压、同相位的三相交流电，能够极大减小切换过程中产生的电压尖峰和电流冲击，提高了供电的品质和供电系统的可靠性。并且第一配电单元10、功率变换单元12和第二配电单元14都具有过压、过流、过频、欠压、欠频和温度保护功能，能够在电源故障时，切除故障电源，保障各单元和负载的安全，提高系统的可靠性。

本发明实施例中，双余度二次交流电源供电，配有第二配电单元，采用固态功率控制器，能够在短时间内完成供电转换，能够保证负载在供电转换时正常工作。也就是说，本发明实施例能够解决了相关技术中由于飞机平台的供电系统在进行交直流供电切换时耗时过长的问题，从而达到了在切换过程中有效缩短切换时长的技术效果。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种供电方法，应用于上述图1和2中所示的供电系统，图4为本发明实施例提供的一种供电方法的流程示意图。如图4所示，本申请实施例提供的供电方法包括：

步骤S402，判断交流供电和/或直流供电是否发生故障；

其中，在本申请实施例中直流供电同直流发电机和蓄电池组实现，直流供电为直流发电机供电和蓄电池组供电，交流供电为三相交流发电机供电，三相交流发电机供电的优先级大于直流发电机供电的优先级，直流发电机供电的优先级大于蓄电池组供电，在步骤S402中通过检测三相交流发电机和/或直流发电机是否发生故障的情况下，若是，则根据交流供电情况或直流供电情况，分别执行步骤S404至步骤S408。

基于“三相交流发电机和/或直流发电机”的情况下，因此存在三种组合情况，即，

第一种情况：交流供电发生故障；

第二种情况：直流供电发生故障；

第三章情况：交流供电和直流供电发生故障；

具体的，第一种情况：

步骤S404，在交流供电发生故障的情况下，通过第二配电单元将第一配电单元传输的交流电切换至功率变换单元传输的交流电，并通过第二配电单元向负载传输功率变换单元传输的交流电；

第二种情况：

步骤S406，在直流供电发生故障的情况下，通过第一配电单元传输的交流电，并通过第一配电单元获取蓄电池组传输的直流电，通过功率变换单元将直流电转换为交流电，以及通过功率变换单元对转换后的交流电进行热备份，通过第二配电单元向负载传输第一配电单元传输的交流电；

第三种情况：

步骤S408，在交流供电和直流供电发生故障的情况下，通过第一配电单元获取蓄电池组传输的直流电，并通过功率变换单元将直流电转换为交流电，通过第二配电单元向负载传输功率变换单元输出的交流电；

当发生故障时执行步骤S410：

步骤S410，向监控显示单元发送交流供电和/或直流供电故障的信息。

可选的，本申请实施例提供的供电方法还包括：

在交流供电故障修复之后，执行步骤S412：

步骤S412，在交流供电故障修复的情况下，通过第二配电单元将功率变换单元输出的交流电切换至第一配电单元传输的交流电，功率变换单元执行交流电热备份操作，并通过第二配电单元向负载传输第一配电单元传输的交流电。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种供电系统的配置方法，应用于上述图1和2中所示的供电系统，图5为本发明实施例提供的一种供电系统的配置方法的流程示意图。如图5所示，本申请实施例提供的供电系统的配置方法包括：

步骤S502，根据负载需求信息，配置第一配电单元、功率变换单元和第二配电单元，并根据供电业务需求信息配置监控显示单元，以及第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元、监控显示单元之间的通信方式；

其中，在本申请实施例中负载需求信息可以包括：负载设备的数量、功率和输入电源的数量、负载的功率需求和蓄电池组供电时间要求、负载的功率需求；

依据负载需求信息确定第二配电单元和第一配电单元中固态功率控制器的数量和相关参数参数，航空蓄电池的数量和电能容量，功率变换单元中三相逆变模块模块的数量和功率等级，以及交流汇流条和直流汇流条的相关参数；

根据人机交互的要求和故障诊断的数据要求(即，本申请实施例提供的供电业务需求信息)，设计监控显示单元；根据各单元之间的通信需求，设计CAN总线通信。

步骤S504，对第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元和监控显示单元分别依据供电业务需求信息进行测试，得到测试后的第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元和监控显示单元；

具体的，对各单元进行独立测试，测试各项指标是否满足供电要求。

步骤S506，对由第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元和监控显示单元组成的供电系统依次进行地面测试、机载地面测试和机载控制测试，得到测试后的供电系统。

具体的，对整个供电系统依次进行地面测试、机载地面测试、机载控制测试，测试各项指标是否满足要求。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种供电系统，其特征在于，包括：

第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元、监控显示单元和负载，其中，

所述第一配电单元的输入端与输入电源的输出端连接，所述第一配电单元的输出端分别与所述功率变换单元、所述第二配电单元和所述监控显示单元连接，用于依据检测所述输入电源的第一电学参数对所述输入电源进行控制，并将所述输入电源输出的交流电传输至所述第二配电单元，将所述输入电源输出的直流电传输至所述功率变换单元，向所述监控显示单元、所述功率变换单元和所述第二配电单元传输所述第一电学参数，其中，所述输入电源包括：交流发电机、直流发电机和蓄电池组；

所述功率变换单元的输入端与所述第一配电单元的输出端连接，所述功率变换单元的输出端分别与所述监控显示单元和所述第二配电单元连接，用于将所述第一配电单元传输的直流电转换为交流电，将所述交流电传输至所述第二配电单元，并对所述交流电进行热备份，以及将所述交流电的第二电学参数传输至所述第一配电单元、所述第二配电单元和所述监控显示单元，其中，所述第二电学参数与所述第一电学参数相同；

所述第二配电单元的输入端分别与所述第一配电单元的输出端和所述功率变换单元的输出端连接，所述第二配电单元的输出端与所述负载、所述第一配电单元、所述功率变换单元和所述监控显示单元连接，用于控制所述第一配电单元和所述功率变换单元传输交流电，以及将所述负载的用电参数传输至所述第一配电单元、所述功率变换单元和所述监控显示单元。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，

所述第一配电单元通过交流汇流条接收所述交流发电机传输的交流电；

所述第一配电单元通过直流汇流条接收所述直流发电机传输的直流电；

其中，所述交流电的传输优先级大于所述直流电的传输优先级，且，当所述交流汇流条故障时，所述第一配电单元通过所述直流汇流条接收所述直流发电机传输的直流电；当所述直流汇流条故障时，所述第一配电单元接收所述蓄电池组供电。

3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述第一配电单元包括：第一检测电路、第一数字信号处理器和第一固态功率控制器，其中，

所述第一检测电路，用于检测所述交流发电机、所述直流发电机和所述蓄电池组的所述第一电学参数；

所述第一数字信号处理器，用于控制所述第一固态功率控制器的通断，以及将所述第一电学参数通过控制总线发送至所述功率变换单元、所述第二配电单元和所述监控显示单元；

所述第一固态功率控制器，用于控制所述交流电和所述直流电的通断。

4.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，所述功率变换单元包括：第二检测电路、第二数字信号处理器和三相逆变模块，其中，

所述三相逆变模块，用于将所述直流电转变为电学参数为所述交流电，并对所述交流电进行热备份；

所述第二数字信号处理器，用于控制所述三相逆变模块输出的所述交流电的电学参数为所述第二电学参数，并将所述第二电学参数通过所述控制总线传输至所述第一配电单元、所述第二配电单元和所述监控显示单元；

所述第二检测电路，用于检测所述第一配电单元传输的直流电的电压和电流，以及检测所述三相逆变模块输出的所述交流电的所述第二电学参数。

5.根据权利要求4所述的供电系统，其特征在于，所述第二配电单元包括：第三检测电路、第三数字信号处理器和第二固态功率控制器，其中，

所述第三检测电路，用于检测所述第一配电单元传输的交流电的所述第一电学参数和所述功率变换单元传输的交流电的所述第二电学参数；

所述第二固态功率控制器，用于控制所述交流电的通断，以及在预设时间内对所述第一配电单元和所述功率变换单元供电进行切换；

所述第三数字信号处理器，用于控制所述第二固态功率控制器的通断，并将所述负载的所述用电参数通过所述控制总线传输至所述第一配电单元、所述功率变换单元和所述监控显示单元。

6.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述监控显示单元包括：显示屏和工控机，其中，

所述显示屏，用于显示所述第一配电单元、所述功率变换单元、所述第二配电单元和所述负载的状态数据，并显示对所述第一配电单元、所述功率变换单元、所述第二配电单元和所述负载的控制操作；

所述工控机，用于通过所述控制总线与所述第一配电单元、所述功率变换单元和所述第二配电单元进行双向通行，并通过所述状态数据进行诊断，向管理系统上传对应数据；

其中，所述显示屏包括：触控显示屏。

7.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述第一配电单元、所述功率变换单元和所述第二配电单元具有过压、过流、过频、欠压、欠频保护功能。

8.一种供电方法，其特征在于，应用于权利要求1至7中任意一项所述的供电系统，包括：

判断交流供电和/或直流供电是否发生故障；

在所述交流供电发生故障的情况下，通过第二配电单元将第一配电单元传输的交流电切换至功率变换单元传输的交流电，并通过所述第二配电单元向负载传输所述功率变换单元传输的交流电；

在所述直流供电发生故障的情况下，通过所述第一配电单元传输的交流电，并通过所述第一配电单元获取蓄电池组传输的直流电，通过所述功率变换单元将所述直流电转换为所述交流电，以及通过所述功率变换单元对转换后的所述交流电进行热备份，通过所述第二配电单元向所述负载传输所述第一配电单元传输的所述交流电；

在所述交流供电和所述直流供电发生故障的情况下，通过所述第一配电单元获取所述蓄电池组传输的直流电，并通过所述功率变换单元将所述直流电转换为所述交流电，通过所述第二配电单元向所述负载传输所述功率变换单元输出的所述交流电；

向监控显示单元发送所述交流供电和/或所述直流供电故障的信息。

9.根据权利要求8所述的供电方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述交流供电故障修复的情况下，通过所述第二配电单元将所述功率变换单元输出的交流电切换至所述第一配电单元传输的交流电，所述功率变换单元执行交流电热备份操作，并通过所述第二配电单元向所述负载传输所述第一配电单元传输的所述交流电。

10.一种供电系统的配置方法，其特征在于，应用于权利要求1至7中任意一项所述的供电系统，包括：

根据负载需求信息，配置第一配电单元、功率变换单元和第二配电单元，并根据供电业务需求信息配置监控显示单元，以及第一配电单元、功率变换单元、第二配电单元、监控显示单元之间的通信方式；

对所述第一配电单元、所述功率变换单元、所述第二配电单元和所述监控显示单元分别依据所述供电业务需求信息进行测试，得到测试后的所述第一配电单元、所述功率变换单元、所述第二配电单元和所述监控显示单元；

对由所述第一配电单元、所述功率变换单元、所述第二配电单元和所述监控显示单元组成的供电系统依次进行地面测试、机载地面测试和机载控制测试，得到测试后的所述供电系统。

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