RU2594355C2 - Способ конфигурирования установки преобразования электроэнергии и установка, в которой реализован такой способ - Google Patents

Способ конфигурирования установки преобразования электроэнергии и установка, в которой реализован такой способ Download PDF

Info

Publication number
RU2594355C2
RU2594355C2 RU2012108756/07A RU2012108756A RU2594355C2 RU 2594355 C2 RU2594355 C2 RU 2594355C2 RU 2012108756/07 A RU2012108756/07 A RU 2012108756/07A RU 2012108756 A RU2012108756 A RU 2012108756A RU 2594355 C2 RU2594355 C2 RU 2594355C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converters
power
installation
activated
rated power
Prior art date
Application number
RU2012108756/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012108756A (ru
Inventor
Даниель РАДЮ
Original Assignee
Шнейдер Электрик Эндюстри Сас
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шнейдер Электрик Эндюстри Сас filed Critical Шнейдер Электрик Эндюстри Сас
Publication of RU2012108756A publication Critical patent/RU2012108756A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2594355C2 publication Critical patent/RU2594355C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H02J3/06—Controlling transfer of power between connected networks; Controlling sharing of load between connected networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/42—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ships or vessels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в установках преобразования электроэнергии для снабжения электроэнергией судов. Техническим результатом является обеспечение мощностью при коротком замыкании, необходимой для избирательности защит, способной исключать неисправности и повышать эффективность преобразования. Установка (1) преобразования электроэнергии для реализации способа конфигурирования преобразования электроэнергии содержит несколько преобразователей (2). Способ содержит этап, на котором определяют набор преобразователей, которые следует активировать, и этап, на котором активируют этот набор преобразователей. Установка (1) преобразования электроэнергии содержит несколько преобразователей (2) и аппаратные средства (11, 12, 13, 100) и/или программные средства для выполнения способа конфигурирования. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу конфигурирования установки преобразования электроэнергии. Изобретение также относится к установке преобразования электроэнергии, в которой реализован такой способ. Наконец, изобретение относится к компьютерной программе, содержащей компьютерное программное средство кодирования, подходящее для выполнения этапов этого способа.
Предшествующий уровень техники
Настоящее изобретение применяется, в частности, для снабжения электроэнергией судов у причала.
В зависимости от типа, на судах применяется электрооборудование, работающее на частоте 50 или 60 Гц. Поэтому, когда судно стоит у причала и его электрогенераторы не работают, на пристани должна быть доступна установка с адекватным источником электроэнергии с частотой 50 или 60 Гц, позволяющая снабжать энергией оборудование судна.
Суда оборудованы известными низковольтными электроэнергетическими системами. В настоящее время потребность в электроэнергии существенно выросла и судовые электроэнергетические системы по существу относятся к системам среднего напряжения. Применение среднего напряжения позволяет использовать кабели с меньшим сечением и сократить потери мощности при снабжении энергией судовых энергосистем.
Установки с подходящим источником электроэнергии (50 или 60 Гц), позволяющие снабжать электроэнергией суда, стоящие у причала, основаны на технологии преобразования частоты. В имеющихся на рынке решениях используется технология среднего напряжения или низкого напряжения с единичной установкой преобразования. Управление (известного типа в режиме стабилизации или нагрузочного типа) такой установкой включает в себя подключение между установкой преобразования и судном. В таких установках избыточность не гарантирована, и во время технического обслуживания снабжение энергией судна может прерываться, пока не будут обеспечены две установки преобразования.
Суда, снабжаемые энергией у причала, требуют диапазона высоких мощностей от 1 МВА до 20 МВА в зависимости от их типа (сухогруз, паром, контейнеровоз, пассажирские суда и т.п.). В зависимости от типа судна может потребоваться преобразование частоты, и в этом случае основной проблемой является обеспечение достаточного тока короткого замыкания в установке преобразования, чтобы иметь возможность гарантировать избирательность защит и на причале, и на судне в случае короткого замыкания. В известных решениях, где используются твердотельные преобразователи (полупроводники), такую возможность дают только тепловые характеристики статического силового переключателя, используемого в конструкции преобразователей, а этого недостаточно. Эта проблема является основной для судов, которые снабжаются энергией, так как изоляция неисправного питающего провода является одним из главных ограничений, налагаемых на системы снабжения электроэнергией судов, стоящих у причала.
Суда, дополнительно, требуют высокого уровня непрерывности снабжения электроэнергией, когда они стоят у причала. В зависимости от типа судна ограничения меняются. В этом контексте необходимо обеспечить структуры установки, способные обеспечивать хороший уровень избыточности и хороший уровень непрерывности снабжения энергией даже после возникновения неисправности в установке.
Краткое изложение существа изобретения
Одной задачей настоящего изобретения является обеспечение способа конфигурирования установки преобразования электроэнергии, позволяющего устранить вышеописанные проблемы и усовершенствовать существующие установки. В частности, согласно настоящему изобретению предлагается простой, экономичный и эффективный способ конфигурирования, в частности, позволяющий создать установку преобразования, способную обеспечивать мощность при коротком замыкании, необходимую для избирательности защит, способную исключать неисправности и повысить эффективность преобразования. Настоящее изобретение дополнительно относится к установке преобразования, реализующей такой способ конфигурирования.
Способ конфигурирования установки преобразования электроэнергии, содержащей несколько преобразователей, согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором определяют набор преобразователей, которые следует активировать, и этап, на котором активируют этот набор преобразователей.
В конкретном варианте осуществления способ содержит этап, на котором осуществляют взаимное соединение по меньшей мере некоторых преобразователей набора.
Предпочтительно, на этапе определения активируемых преобразователей используют:
- информацию о номинальной мощности установки, и/или
- информацию о номинальной мощности единичного преобразователя, и/или
- информацию о количестве электроэнергетических систем, которые должна снабжать энергией установка; и/или
- информацию о мощности, требуемой для каждой электроэнергетической системы, снабжаемой энергией; и/или
- информацию о номинальном токе короткого замыкания преобразователя, и/или
- информацию о максимальном токе короткого замыкания, требуемом снабжаемой энергией электроэнергетической системой.
Преимущественно, для снабжаемой энергией электроэнергетической системы, количество активируемых преобразователей можно определить по следующим формулам:
NFC = округленно(St/SFC) при St=min[m/k×Sship, Sn] и
Isc FC=k×In и
Isc max=m×In,
где
Sn - максимальная номинальная мощность установки преобразования;
St - номинальная мощность установки преобразования после конфигурирования;
SFC - номинальная мощность преобразователей;
NFC - количество активированных преобразователей;
Sship - номинальная мощность снабжаемой энергией энергосистемы;
Isc FC - номинальный ток короткого замыкания преобразователя
k - коэффициент умножения;
Isc max - максимальный ток короткого напряжения, требуемый снабжаемой энергией энергосистемой;
m - коэффициент умножения.
Преимущественно, для нескольких снабжаемых энергией электроэнергетических систем количество активируемых преобразователей можно определить по следующим формулам:
NFC = округленно (St/SFC) при
S t = max [ ∑ i = 1 N s h j S s h i p i , min [ S n , m k ⋅ max [ S s h i p i ] ] ]
Figure 00000001
 ,
где
Sn - максимальная номинальная мощность установки преобразования;
St - номинальная мощность установки преобразования после конфигурирования;
SFC - номинальная мощность преобразователей частоты;
NFC - количество активированных преобразователей частоты;
Sshipi - номинальная мощность снабжаемой энергией энергосистемы i;
k - коэффициент умножения;
m - коэффициент умножения.
Предпочтительно, способ содержит этап определения по меньшей мере одного поднабора преобразователей, которые должны быть взаимно соединены, из активированных преобразователей, и этап взаимного соединения преобразователей этого по меньшей мере одного поднабора преобразователей.
Преимущественно, взаимное соединение осуществляется путем управления по меньшей мере одним управляемым переключателем.
Установка преобразования электроэнергии, содержащая несколько преобразователей, согласно настоящему изобретению содержит аппаратные и/или программные средства для реализации способа конфигурирования, описанного выше.
Предпочтительно, аппаратные и/или программные средства содержат элемент для определения набора активируемых преобразователей и элемент активации этого набора преобразователей.
Преимущественно, аппаратные и/или программные средства содержат элемент для определения по меньшей мере одного поднабора взаимно соединяемых преобразователей из набора активируемых преобразователей и элемент взаимного соединения преобразователей этого по меньшей мере одного поднабора преобразователей.
Преимущественно, элемент взаимного соединения содержит по меньшей мере один управляемый переключатель.
Преимущественно, каждый преобразователь содержит элемент преобразования частоты и/или элемент преобразования напряжения.
Компьютерная программа согласно настоящему изобретению содержит средство кодирования компьютерной программы, подходящее для выполнения этапов способа, определенного выше, при выполнении программы на компьютере.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает схему соединений варианта осуществления установки согласно изобретению;
фиг. 2 изображает диаграмму, представляющую отношение максимального тока короткого замыкания преобразователя к номинальному току преобразователя во времени;
фиг. 3 изображает диаграмму, представляющую изменение интенсивности тока короткого замыкания в установке преобразования в 20 МВА, относительно нагрузки, которую эта установка должна снабжать энергией;
фиг. 4 изображает таблицу, в которой приведено количество используемых преобразователей относительно номинальной мощности снабжаемой энергией электроэнергетической системы и относительно номинальной мощности каждого из преобразователей, образующих установку преобразования;
фиг. 5 изображает таблицу, в которой приводится коэффициент нагрузки используемых преобразователей относительно номинальной мощности снабжаемой энергией электроэнергетической системы и относительно номинальной мощности каждого из преобразователей, образующих установку преобразования. Диаграмма представляет этот коэффициент нагрузки относительно номинальной мощности снабжаемой энергией энергосистемы для трех разных мощностей преобразователей;
фиг 6А изображает таблицу, в которой приведена мощность сконфигурированной установки относительно номинальной мощности первой снабжаемой энергией электроэнергетической системы и относительно номинальной мощности второй снабжаемой энергией электроэнергетической системы;
фиг. 6В изображает таблицу, в которой приведено количество преобразователей, используемых в сконфигурированной установке относительно номинальной мощности первой снабжаемой энергией электроэнергетической системы и относительно номинальной мощности второй снабжаемой энергией электроэнергетической системы;
фиг. 7 изображает блок-схему алгоритма режима выполнения способа конфигурирования установки согласно изобретению.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Далее со ссылками на фиг. 1 следует подробное описание варианта осуществления установки согласно настоящему изобретению.
Способ согласно настоящему изобретению предоставляет возможность решить следующие проблемы:
- обеспечение мощности при коротком замыкании, необходимой для избирательности защит и/или
- управление стандартными режимами.
Установка 1 предоставляет возможность преобразовать первое входное электрическое напряжение установки во второе выходное электрическое напряжение установки. Первое электрическое напряжение обеспечивается первой электроэнергетической системой 41, в частности промышленной электроэнергетической системой. Второе электрическое напряжение предназначено для снабжения одной или более второй электроэнергетической системы 42, содержащей электрооборудование, например, судовых электроэнергетических систем.
Например, электроэнергетическая система 41 обеспечивает первый источник питания среднего или низкого напряжения. Это входное напряжение преобразуется в выходное напряжение другой частоты и/или напряжения посредством преобразователя 2, содержащего элемент 10 преобразования частоты и/или преобразуется в другое напряжение посредством элемента 11 преобразования напряжения. На выходе из преобразователя получается электрический источник питания с напряжением и частотой, согласованными с напряжением и частотой второй электроэнергетической системы 42.
Расположенные на стороне нагрузки относительно преобразователей управляемые переключатели 13 предоставляют возможность подключения к проводникам 14, распределяющим электроэнергию, или предоставляют возможность изолировать каждый преобразователь от этих проводников.
Каждая из вторых электроэнергетических систем подключена к индивидуальной точке этих распределительных проводников. Распределительные проводники дополнительно имеют управляемые переключатели 12, предоставляющие возможность изолировать сегменты этих проводников. В результате в зависимости от состояния управляемых переключателей 13 и 12 вторая электроэнергетическая система 42 может быть подключена только к сегменту распределительных проводников 14 и, дополнительно, может быть подключена только к части преобразователей 2, которые способны подключаться к этому сегменту распределительного проводника. Как вариант, управляемые переключатели 12 отсутствуют, и вторая электроэнергетическая система (системы) 42 может быть подключена к набору распределительных проводников 14.
Управление переключателями 13 и 12 выполняет блок 100 управления.
Установка, в частности блок управления, содержит все аппаратные и/или программные средства, позволяющие реализовать способ конфигурирования, который является объектом настоящего изобретения. Так, в частности, установка содержит аппаратные и/или программные средства, позволяющие выполнять каждый этап способа, являющегося задачей настоящего изобретения, и позволяющие сочленять эти этапы логически и/или временно. Блок управления, в частности, содержит элемент 101 для определения набора преобразователей, которые следует активировать, и элемент 102 активации этого набора преобразователей. Для этого элемент активации подключен к преобразователям. Блок управления также предпочтительно содержит элемент 103 для определения по меньшей мере одного поднабора преобразователей, которые следует взаимно соединить, из набора активированных преобразователей. Установка предпочтительно содержит соединительный элемент 12, 13 или соединительную ячейку преобразователей из этого по меньшей мере одного поднабора преобразователей.
Далее со ссылками на фиг. 7 описан способ выполнения способа конфигурирования такой установки.
На первом этапе 105 инициализируют способ конфигурирования.
На втором этапе 110 осуществляют ввод данных. Это может быть выполнено с помощью датчиков, детектирующих требуемую информацию, или вручную, например, оператором через интерфейс человек-машина. В частности, на этом этапе собирают следующие данные:
- Sn - номинальная мощность установки, и/или
- SFC - мощность единичного преобразователя, и/или
- SFCB - мощность набора преобразователей, и/или
- Nsh - количество подключенных судов, и/или
- Sship i - мощность, необходимая для судна i, и/или
- Isc FC - номинальный ток короткого замыкания для преобразователей частоты, и/или
- k - коэффициент умножения, и/или
- Isc max - максимальный ток короткого замыкания, требуемый судном, и/или
- m - коэффициент умножения.
На третьем этапе 120 проводят проверку, имеется ли по меньшей мере вторая электроэнергетическая система 42, подключенная к стороне нагрузки установки преобразования. Если нет, выполняют переход к этапу 130, на котором установку преобразования переключают в режим ожидания и, если применимо, главный управляемый выключатель, расположенный между первой электроэнергетической системой и установкой преобразования, размыкают. Если вторая электроэнергетическая система 42 подключена, выполняют переход на этап 140.
На этапе 140 проверяют, подключена ли к стороне нагрузки установки преобразования только одна вторая электроэнергетическая система 42. Если да, выполняют переход на этап 160, на котором вычисляют или определяют мощность St, которую должна подать сконфигурированная установка преобразования, и количество NFC преобразователей, которое следует использовать в этой сконфигурированной установке преобразования. Таким образом, определяют, какие из преобразователей установки преобразования следует активировать для параллельной работы. Таким образом, определяют набор преобразователей. Если нет, выполняют переход на этап 150, на котором вычисляют или определяют мощность St, которую должна подать сконфигурированная установка преобразования, и количество NFC преобразователей, которое следует использовать в этой сконфигурированной установке преобразования. Таким образом, определяют, какие из преобразователей установки преобразования следует активировать. Таким образом, определяют набор преобразователей. Кроме того, определяют управляемые переключатели 12, которые следует разомкнуть, и управляемые переключатели, которые следует замкнуть. Тем самым определяют преобразователи, образующие взаимно соединенные поднаборы, в которых преобразователи работают параллельно.
В обоих случаях затем выполняют переход на этап 170 проверки, на котором проверяют, была ли установка преобразования ранее активна или не активна. Если установка преобразования ранее была неактивна, выполняют переход на этап 180, на котором включают преобразователи, определенные на этапе 150 или на этапе 160. На следующем этапе 190 замыкают главный переключатель, расположенный между первой электроэнергетической системой и установкой преобразования.
Если установка преобразования ранее была активна, выполняют переход на этап 200, на котором при необходимости включают один или более дополнительных преобразователей или на котором выключают один или более неиспользуемых преобразователей. Это происходит, только если изменилось потребление энергии на стороне нагрузки установки преобразования. Если потребление на стороне нагрузки установки преобразования не изменилось, в принципе нет необходимости деактивировать или активировать преобразователь.
На следующем этапе 210 вторую электроэнергетическую систему (системы) 42 подключают к установке преобразования и снабжают энергией от установки преобразования.
На следующем этапе 220 осуществляют контроль рабочих параметров установки преобразования и потребности в энергии второй энергосистемы (систем).
На следующем этапе 230 проверки выполняют проверку, изменилась ли потребность в энергии на уровне второй электроэнергетической системы (систем). Если нет, то выполняют возврат на этап 220. Если да, то выполняют возврат на этап 120.
Установка преобразования согласно настоящему изобретению и способ конфигурирования по настоящему изобретению предоставляют возможность гарантировать достаточный ток короткого замыкания для обеспечения избирательности защит. Под избирательностью понимается способность системы защиты детектировать неисправность в определенной области энергосистемы и активировать размыкание соответствующего автоматического выключателя, чтобы устранить эту неисправность с минимальными нарушениями в работе исправной части энергосистемы.
Способ конфигурирования, таким образом, позволяет включать и выключать преобразователи установки преобразования в зависимости от потребности в энергии. Таким образом, можно повысить до максимума стойкость установки к коротким замыканиям, одновременно минимизируя стоимость вложений и не допуская снижения характеристик установки. Для этого, как показано ниже, используются маломощные преобразователи, включенные параллельно. Например, предпочтительно для построения установки преобразования используют преобразователи мощностью 0,5 МВА или в диапазоне мощностей от 0,5 до 5 МВА, как показано на фиг. 4.
Из характеристик статического преобразователя частоты, например, 2,25×In в течение 0,8 с (номинальные значения) получают характеристику "ток короткого замыкания/номинальный ток во времени", как показано на фиг. 2. По этой характеристике можно определить алгоритм управления или конфигурирования установки, чтобы гарантировать ток короткого замыкания, например, 3×In в течение 0,8 с на всей установке преобразования.
Увеличение мощности всей установки преобразования при коротком замыкании достигается за счет использования в ней существующих преобразователей путем их включения. Сила тока короткого замыкания установки преобразования, таким образом, может меняться в соответствии с общей подаваемой мощностью.
Предположим, что к установке преобразования следует подключить единственную вторую электроэнергетическую систему. Предположим также, что мощность установки преобразования составляет 20 МВА. Далее будет рассмотрен наиболее ограничивающий случай, т.е. снабжение энергией единственной второй электроэнергетической системы, мощность которой меняется от 1 МВА до 20 МВА. Как показано на фиг. 4, в зависимости от потребления энергии нагрузкой, т.е. второй электроэнергетической системой (первая колонка на фиг. 4), включается один или более единичных силовых преобразователей (0,5 МВА, или 1 МВА, или 2 МВА, или 3 МВА, или 4 МВА, или 5 МВА), чтобы получить достаточную мощность при коротком замыкании. Из практических соображений задан максимальный предел превышения, равный 33%. Таким образом, для приведенного примера обеспечивается ток короткого замыкания, эквивалентный 1pu (блок питания), до 15 МВА (где 1pu означает 3×In в течение 0,8 с). На фиг. 3 показано изменение тока короткого замыкания относительно нагрузки для установки преобразования мощностью 20 МВА. В этом примере k=2,25; m=3, а Sship = от 1 до 20 МВА, общее количество NFC работающих преобразователей вычисляется по нижеприведенным формулам. Из мощности St (необходимая мощность, которую следует получить или сконфигурировать в установке преобразования для обеспечения максимального тока короткого замыкания)
Isc FC=k×In,
Isc max=m×In,
St=min[m/k×Sship, Sn],
NFC = округленно (St/SFC)→St=NFC×SFC,
где
Sn - номинальная мощность установки преобразования;
St - мощность сконфигурированной установки преобразования;
SFC - мощность единичного преобразователя;
SFCB - мощность набора преобразователей;
NFC - количество активированных преобразователей;
Nsh - количество снабжаемых энергией вторых электроэнергетических систем;
Sship i - мощность, требуемая второй электроэнергетической системой i;
Isc FC - номинальный ток короткого замыкания преобразователей;
k - коэффициент умножения;
Isc max - максимальный ток короткого замыкания, требуемый второй электроэнергетической системой;
m - коэффициент умножения;
округленно - применение округления с повышением до целого.
Эти формулы составляют пример выполнения этапа 160.
Включаемые или активируемые преобразователи можно выбирать произвольно.
На фиг. 5 показаны результаты, полученные для примера, приведенного выше, когда преобразователи могут иметь мощность 0,5 МВА, 1 МВА, 2 МВА, 3МВА, 4 МВА или 5 МВА. В соответствии с мощностью выбранных преобразователей общая эффективность установки различна при изменении коэффициента нагрузки преобразователей в соответствии с мощностью подключенной второй электроэнергетической системы. Таким образом, достигается очень хорошая эффективность с постоянным коэффициентом нагрузки в случае применения маломощных преобразователей, например 0,5 или 1 МВА. Эти результаты показаны на фиг. 5. В таблице каждая колонка представляет коэффициент нагрузки сконфигурированной установки преобразования, использующей преобразователи, мощность которых определяет колонку в таблице. В первой колонке указана мощность второй электроэнергетической системы. Диаграмма на фиг. 5 представляет изменения коэффициента нагрузки трех сконфигурированных установок, соответственно, использующих преобразователи 0,5 МВА, 3 МВА и 5 МВА, относительно мощности второй электроэнергетической системы.
Если питание от установки преобразования одновременно подается на несколько вторых электроэнергетических систем, правила управления сохраняются и учитывают мощность, потребляемую каждой второй электроэнергетической системой. Считается, что в двух вторых электроэнергетических системах короткое замыкание не может произойти одновременно. Ток короткого замыкания, требуемый для неисправной второй электроэнергетической системы, обеспечивается всей сконфигурированной установкой преобразования. Общее количество работающих преобразователей вычисляется по следующим формулам:
S t = max [ ∑ i = 1 N s h j S s h i p i , min [ S n , m k ⋅ max [ S s h i p i ] ] ]
Figure 00000002
 ,
NFC = округленно (St/SFC)→St=NFC×SFC.
Эти формулы составляют пример выполнения этапа 150.
Включаемые или активируемые преобразователи можно выбирать произвольно.
В качестве иллюстрации на фиг. 6А и 6В представлен случай, когда к установке преобразования мощностью 20 МВА одновременно подключены две вторых энергосистемы. Таким образом, в соответствии с мощностью, потребляемой этими двумя вторыми электроэнергетическими системами (Судно 1 и Судно 2), определяют величину St необходимой мощности, которая должна быть доступна в установке преобразования, чтобы обеспечить адекватный максимальный ток короткого замыкания. Количество NFC включаемых или активируемых преобразователей определяется по вышеприведенной формуле.
Для обеспечения высокого уровня непрерывности подачи питания на вторые электроэнергетические системы при неисправности и на преобразователях и на вторых электроэнергетических системах электрическая структура предпочтительно относится к типу сдвоенной антенны. Таким образом, установка преобразования предпочтительно обеспечена соединительными ячейками 12 на вторичной шине 14. Как вариант, электрическая структура относится к типу одиночной антенны, и управляемые переключатели 12 отсутствуют.
Имеется две возможности работы при номинальных рабочих условиях установки в соответствии с мощностью, требуемой разными подключенными вторыми электроэнергетическими системами:
- в случае использования нескольких вторых электроэнергетических систем эквивалентной мощности, управляемые переключатели 12 нормально разомкнуты. Это позволяет избежать отказа в снабжении энергией других электроэнергетических систем в случае неисправности на второй электроэнергетической системе;
- в случае использования нескольких вторых электроэнергетических систем очень разной мощности, в частности, со второй энергосистемой, мощность которой превышает мощность, которую можно получить с помощью всех преобразователей, которые могут быть подключены к сегменту распределительного проводника 14, установка должна быть сконфигурирована так, чтобы один или более управляемый переключатель 12 был нормально замкнут. Это предоставляет возможность снабжения вторых электроэнергетических систем разной мощности, или снабжения одной второй электроэнергетической системы, мощность которой эквивалентна или почти эквивалентна общей мощности всей установки преобразования. Однако для сохранения непрерывности обслуживания на общем уровне в случае неисправности на одной из подключенных вторых энергосистем управляемые переключатели 12 могут быть разомкнуты. Таким образом можно осуществлять изоляцию энергосистем. Выбор нормально разомкнутого управляемого переключателя осуществляется в соответствии с мощностью подключенных вторых электроэнергетических систем. Предпочтительно изолируют систему с наименьшей потребляемой мощностью.
В случае когда некоторые управляемые переключатели разомкнуты, выбор активируемых преобразователей предпочтительно осуществляется не произвольно, а в соответствии с положением преобразователей относительно разомкнутых управляемых переключателей 12 и проводников 14.
Работа, описанная в указанных двух случаях, позволяет получить необходимую мощность тока короткого замыкания для обеспечения избирательности защиты и нераспространения неисправностей на питающие проводники вторых электроэнергетических систем.
В случае использования электрической структуры, относящейся к типу одиночной антенны, когда управляемые переключатели 12 отсутствуют, установка позволяет получить необходимую мощность тока короткого замыкания для обеспечения избирательности защиты.
Другое преимущество установки преобразования и способа конфигурирования заключается в том, что имеется возможность использовать минимальное количество преобразователей, чтобы обеспечить необходимую мощность тока короткого замыкания для установки. Таким образом, не требуется слишком сильного снижения характеристик установки и сокращается объем вложений. Это также позволяет поддерживать высокую эффективность установки преобразования, и коэффициент нагрузки преобразователей всегда поддерживается на уровне выше 65% с очень высокой общей эффективностью. Низкие коэффициенты нагрузки, для которых эффективность преобразователей не столь высока, исключаются путем включения и выключения преобразователей.
Способ конфигурирования может использовать правило превышения размерности. Он позволяет сконфигурированной установке подавать достаточную мощность тока короткого замыкания для обеспечения избирательности защит. Он также позволяет управлять стандартными режимами (множество нагрузок, когда все работает нормально, и изоляция питающих проводников в случае короткого замыкания в энергосистеме). Кроме того, установка предпочтительно предоставляет средство, допускающее ее перезапуск после неисправности.
Различные управляемые переключатели, в частности управляемые переключатели 12 и 13, являются, например, автоматическими выключателями.

Claims (12)

1. Способ конфигурирования установки (1) преобразования электроэнергии, содержащей несколько преобразователей (2), причем способ содержит этап, на котором определяют набор преобразователей, которые следует активировать, и этап, на котором активируют этот набор преобразователей.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержит этап, на котором взаимно соединяют, по меньшей мере, определенные преобразователи из набора.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на этапе определения преобразователей, которые следует активировать, используют:
- информацию о номинальной мощности установки, и/или
- информацию о единичной номинальной мощности одного преобразователя, и/или
- информацию о количестве электроэнергетических систем, которые должна снабжать энергией установка; и/или
- информацию о мощности, требуемой каждой электроэнергетической системой, снабжаемой энергией; и/или
- информацию о номинальном токе короткого замыкания преобразователя, и/или
- информацию о максимальном токе короткого замыкания, требуемом снабжаемой энергией электроэнергетической системой.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для снабжаемой энергией электроэнергетической системы (42) количество активируемых преобразователей можно определить по следующим формулам:
NFC = округленно (St /SFC) при St=min[m/k×Sship, Sn] и
ISC FC = k×In и
ISC max = m×In,
где
Sn - максимальная номинальная мощность установки преобразования;
St - номинальная мощность установки преобразования после конфигурирования;
SFC - номинальная мощность преобразователей;
NFC - количество активированных преобразователей;
SSHIP - номинальная мощность снабжаемой энергией энергосистемы;
ISC FC - номинальный ток короткого замыкания преобразователя;
k - коэффициент умножения;
ISC max - максимальный ток короткого напряжения, требуемый снабжаемой энергией энергосистемой;
m - коэффициент умножения,
где округленно - применение округления с повышением до целого.
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для нескольких снабжаемых энергией электроэнергетических систем (42) количество активируемых преобразователей можно определить по следующим формулам:
NFC = округленно (St/SFC) при
Figure 00000003
,
где
Sn - максимальная номинальная мощность установки преобразования;
St - номинальная мощность установки преобразования после конфигурирования;
SFC - номинальная мощность преобразователей частоты;
NFC - количество активированных преобразователей частоты;
Sshipi - номинальная мощность снабжаемой энергией энергосистемы i;
k - коэффициент умножения;
m - коэффициент умножения,
где округленно - применение округления с повышением до целого.
6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержит этап, на котором определяют по меньшей мере один поднабор преобразователей, которые следует взаимно соединить из активированных преобразователей, и этап, на котором преобразователи этого по меньшей мере одного поднабора взаимно соединяют.
7. Способ по предыдущему п. 6, отличающийся тем, что взаимное соединение выполняют посредством управления по меньшей мере одним управляемым переключателем (12, 13).
8. Установка (1) преобразования электроэнергии, содержащая несколько преобразователей (2), при этом установка содержит аппаратные средства (11, 12, 13, 100) и/или программные средства для выполнения способа конфигурирования по любому из предшествующих пп. 1-7.
9. Установка (1) по п. 8, отличающаяся тем, что аппаратные и/или программные средства содержат элемент (101) для определения набора преобразователей, которые следует активировать, и элемент (102) для активации этого набора преобразователей.
10. Установка (1) по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что аппаратные и/или программные средства содержат элемент (103) для определения по меньшей мере одного поднабора преобразователей, которые следует взаимно соединить, из набора активированных преобразователей и элемент (12, 13, 14) для взаимного соединения преобразователей этого по меньшей мере одного поднабора преобразователей.
11. Установка (1) по п. 10, отличающаяся тем, что элемент для взаимного соединения содержит по меньшей мере один управляемый переключатель (12, 13).
12. Установка (1) по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что каждый преобразователь содержит элемент (10) преобразования частоты и/или элемент (11) преобразования напряжения.
RU2012108756/07A 2011-03-11 2012-03-07 Способ конфигурирования установки преобразования электроэнергии и установка, в которой реализован такой способ RU2594355C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1100750A FR2972579B1 (fr) 2011-03-11 2011-03-11 Procede de configuration d'une installation de conversion d'energie electrique et installation mettant en oeuvre un tel procede
FR1100750 2011-03-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012108756A RU2012108756A (ru) 2013-09-20
RU2594355C2 true RU2594355C2 (ru) 2016-08-20

Family

ID=45819165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012108756/07A RU2594355C2 (ru) 2011-03-11 2012-03-07 Способ конфигурирования установки преобразования электроэнергии и установка, в которой реализован такой способ

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP2515409B1 (ru)
KR (1) KR101931813B1 (ru)
CN (1) CN102723729B (ru)
AU (1) AU2012201384B2 (ru)
BR (1) BR102012008350B1 (ru)
ES (1) ES2645279T3 (ru)
FR (1) FR2972579B1 (ru)
HK (1) HK1174443A1 (ru)
RU (1) RU2594355C2 (ru)
SG (1) SG184639A1 (ru)
ZA (1) ZA201201591B (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6724505B2 (ja) * 2016-04-07 2020-07-15 富士電機株式会社 船舶用陸上電源システム及び船舶への給電方法
CN109768551A (zh) * 2019-03-20 2019-05-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种柔性接入变电站及控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110440C1 (ru) * 1997-05-06 1998-05-10 Государственная морская академия им.адм.С.О.Макарова Электроэнергетическая установка судна
DE102005056700A1 (de) * 2005-11-28 2007-06-06 Siemens Ag Verfahren zum Versorgen von elektrischen Schiffs-Bordnetzen mit Fremdenergie
JP2008024187A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 National Maritime Research Institute 舶用電気推進装置
RU2375804C2 (ru) * 2008-01-09 2009-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) Судовая электроэнергетическая система
RU2390896C2 (ru) * 2008-04-04 2010-05-27 Закрытое акционерное общество "ИРИС" Электроэнергетическая система подводной лодки с бесперебойным электропитанием ответственных потребителей напряжениями 27 в постоянного тока и 220 в переменного тока
WO2010066888A3 (en) * 2008-12-12 2010-08-05 Abb Research Ltd System and apparatus for power transfer to vessels

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7388303B2 (en) * 2003-12-01 2008-06-17 Conocophillips Company Stand-alone electrical system for large motor loads
DE102007021089B3 (de) * 2007-05-03 2008-12-11 Piller Power Systems Gmbh Verfahren zur Steuerung parallel geschalteter Ersatzstromquellen und Vorrichtung mit parallel geschalteten Ersatzstromquellen
GB2456179B (en) * 2008-01-07 2012-02-15 Converteam Technology Ltd Marine power distribution and propulsion systems
US8008808B2 (en) * 2009-01-16 2011-08-30 Zbb Energy Corporation Method and apparatus for controlling a hybrid power system
WO2010120952A2 (en) * 2009-04-14 2010-10-21 Cochran, Inc. Automated shore power system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2110440C1 (ru) * 1997-05-06 1998-05-10 Государственная морская академия им.адм.С.О.Макарова Электроэнергетическая установка судна
DE102005056700A1 (de) * 2005-11-28 2007-06-06 Siemens Ag Verfahren zum Versorgen von elektrischen Schiffs-Bordnetzen mit Fremdenergie
JP2008024187A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 National Maritime Research Institute 舶用電気推進装置
RU2375804C2 (ru) * 2008-01-09 2009-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) Судовая электроэнергетическая система
RU2390896C2 (ru) * 2008-04-04 2010-05-27 Закрытое акционерное общество "ИРИС" Электроэнергетическая система подводной лодки с бесперебойным электропитанием ответственных потребителей напряжениями 27 в постоянного тока и 220 в переменного тока
WO2010066888A3 (en) * 2008-12-12 2010-08-05 Abb Research Ltd System and apparatus for power transfer to vessels

Also Published As

Publication number Publication date
FR2972579B1 (fr) 2014-08-01
FR2972579A1 (fr) 2012-09-14
AU2012201384A1 (en) 2012-09-27
AU2012201384B2 (en) 2015-05-14
SG184639A1 (en) 2012-10-30
KR20120104095A (ko) 2012-09-20
BR102012008350A2 (pt) 2015-08-04
CN102723729B (zh) 2016-09-21
EP2515409B1 (fr) 2017-08-02
EP2515409A3 (fr) 2015-04-08
ZA201201591B (en) 2012-11-28
CN102723729A (zh) 2012-10-10
HK1174443A1 (zh) 2013-06-07
RU2012108756A (ru) 2013-09-20
NZ598406A (en) 2013-12-20
ES2645279T3 (es) 2017-12-04
EP2515409A2 (fr) 2012-10-24
BR102012008350B1 (pt) 2020-12-15
KR101931813B1 (ko) 2018-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101931138B1 (ko) 선박 상에서의 전력 분배
US20120283890A1 (en) Control Apparatus for Micro-grid Connect/Disconnect from Grid
US20130223113A1 (en) Bipolar dc to ac power converter with dc ground fault interrupt
Kwasinski Advanced power electronics enabled distribution architectures: Design, operation, and control
US11316471B2 (en) Manual transfer switch for onsite energy generation and storage systems
KR20100039382A (ko) 태양광 전지 어레이를 연결하는 시스템, 방법 및 장치
CN104917277A (zh) 冗余不间断电源系统
JP2022051909A (ja) 充放電装置及び電源切替システム
JP2018061432A (ja) 充放電装置
RU2594355C2 (ru) Способ конфигурирования установки преобразования электроэнергии и установка, в которой реализован такой способ
KR20210094630A (ko) 연성 접속 변전소 및 제어 방법
JP2014158391A (ja) 電力変換システム
CN113196612A (zh) 具有不间断电力供应的微电网系统
RU180919U1 (ru) Контроллер защиты от веерных отключений с возможностью компенсации гармоник
CN210867280U (zh) 一种船电与岸电不间断转换联锁系统
Mazlumi et al. DC microgrid protection in the presence of the photovoltaic and energy storage systems
KR101974128B1 (ko) 선박용 전력계통 시스템
Qudaih et al. Reconfiguration of power distribution system using multi agent and hierarchical based load following operation with energy capacitor system
JP6272971B2 (ja) 電源切替装置及び住宅
WO2020146999A1 (en) Pv power converter and control method and pv power plant using the same
JP2019033601A (ja) 分散型電源システム
NZ598406B (en) Configuration method of an electric power conversion installation and installation implementing one such method
KR20160062834A (ko) 경부하에서의 전력 변환 장치 및 제어 방법
Anwar et al. Fault current reduction using inverter controlled energy storage for shipboard MVAC power system
RU148504U1 (ru) Схема кольцевого многосекционного автоматического включения резерва энергоснабжения