[发明专利]一种岸电系统及其并网控制方法

说明书

本发明涉及一种岸电系统，包括岸电电网、变频电源、并网开关、发电机开关以及船舶发电系统，其中变频电源包括多绕组变压器以及至少一个电源模块，电源模块的输入侧与多绕组变压器的低压侧绕组连接，输出侧相互级联；所述电源模块包含整流单元、逆变单元，所述电源模块还包括快速开关、吸收电阻以及旁路开关，快速开关与吸收电阻串联连接，所述串联连接与整流单元的直流输出侧并联连接，所述旁路开关与逆变单元的输出侧并联连接，本发明还包括一种基于上述岸电系统的并网控制方法，可避免船舶发电系统发生逆功率现象，极大的提高并网的成功率，系统安全可靠，成本低。

技术领域

本发明涉及电力电子功率变换领域，特别涉及一种应用与港口码头的岸电系统及其并网控制方法。

背景技术

岸电系统应用于岸电接入技术，是指船舶靠港期间，停止使用船舶上的发电机，而改用陆地电源供电。变频电源是岸电接入系统的核心，负责将岸上50HZ交流电源通过AC-DC-AC变频环节转换为船舶所需的60HZ交流电源，当船舶发电系统与岸电系统并车时，即船舶发电系统检测岸电系统的电压满足条件后合上并网开关，将船舶发电系统并入岸电系统的过程，此时会产生较大的冲击，冲击电流会导致并网失败，或导致产生逆功率现象，当发生逆功率时，发电机的功率方向是由系统侧流向电机侧，此时从系统中吸取有功功率，发生逆功率会对电机造成不利影响。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种岸电系统及其并网控制方法，能够减小船舶发电系统与岸电系统并车时的冲击电流，并避免发生逆功率现象，提高并网成功率。

本发明设计了一种岸电系统，包括岸电电网、变频电源、并网开关、发电机开关以及船舶发电系统，其中变频电源包括多绕组变压器以及至少一个电源模块，电源模块的输入侧与多绕组变压器的低压侧绕组连接，输出侧相互级联；所述电源模块包含整流单元、逆变单元。

所述电源模块还包括快速开关、吸收电阻以及旁路开关，快速开关与吸收电阻串联连接，所述串联连接与整流单元的直流输出侧并联连接，所述旁路开关与逆变单元的输出侧并联连接。

所述电源模块的整流单元包括三相整流桥，三相整流桥由不可控功率半导体器件构成。

所述电源模块的逆变单元可将直流电压变换为交流电压，由可控功率半导体器件构成。

所述快速开关由功率半导体器件构成，功率半导体器件可以是主动功率半导体器件，主动功率半导体器件的导通和关断需要控制触发信号；也可以是被动功率半导体器件，无需控制触发信号，当检测到直流超过一定值时自动导通。

本发明还包含了一种岸电系统的并网控制方法，该控制方法包括如下步骤：

1)当变频电源接收到并网指令时，按照船侧电压作为参考，输出与船侧电压同幅值同频率同相位的交流电压；

2)船侧发电系统检测船侧电压与岸侧电压的幅值、频率和相位，当船侧电压幅值和频率稍高于岸侧电压，相位差小于某值时，合上并网开关；

3)当变频电源检测到并网开关闭合时，切换控制目标，令变频电源以输出电流或功率作为控制目标，变频电源输出电流或输出功率控制目标设定为0,在此期间检测电源模块的直流电压，当电源模块检测到直流电压超过第一门槛值时，闭合快速开关；当直流电压超过第二门槛值时，关断逆变单元的全部功率半导体器件，然后闭合旁路开关；

4)待变频电源输出电流小于第一允许值后，逐渐调节变频电源输出电压，使变频电源输出功率逐渐增加，船舶发电系统输出功率逐渐减小；

5)待船舶发电系统检测到流过发电机开关的电流小于第二允许值时，断开发电机开关；

6)当变频电源检测到发电机开关断开后，切换控制策略，令变频电源以输出电压作为控制目标。

其中所述变频电源输出电流或输出功率为流过并网开关的电流或功率。