[发明专利]一种海岛高瞬时能量变换电源及其供电方法

权利要求书

1.一种海岛高瞬时能量变换电源，其特征在于，包括两条并联的供电回路：柴油发电机组依次经冗余多电平模块化双向能量快速变换结构、变压器给特种负荷提供高质电能；柴油发电机组依次经全控型固态开关、变压器直接供电；所述全控型固态开关、冗余多电平模块化双向能量快速变换结构输出端分别与变压器原边连接，所述变压器副边接特种负荷；所述全控型固态开关结构为两个反向并联的IGBT模块；所述冗余多电平模块化双向能量快速变换结构包括串联的前级AC/DC变换器和后级DC/AC变换器；储能双向DC/DC变换器并联接入所述前级AC/DC变换器和后级DC/AC变换器之间；所述前级AC/DC与后级DC/AC变换器均为冗余中点箝位型三电平双向变换拓扑；所述冗余中点箝位型三电平双向变换拓扑为在中点箝位型三电平双向变换拓扑的基础上并联上冗余备用模块；所述冗余备用模块经反向并联的IGBT模块输出；所述反向并联的IGBT模块由冗余信号控制开断。

2.一种权利要求1所述的海岛高瞬时能量变换电源的供电方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采样冗余多电平模块化双向能量快速变换结构的输出电压uo、输出电流io、及柴油发电机组的输出电压us；

2)提取输出电流io中的高频分量io_H，高频分量io_H与输出电流io之间的关系为：其中，ωH为高通滤波的截止频率；

3)在特种负荷冷启动过程，若出现io_H>io_max，立刻触发后级DC/AC变换器中反向并联的IGBT模块的冗余信号S1与切换开关的切换信号S，将处于热备用状态的冗余多电平模块化双向能量快速变换结构及柴油发电机组的直接支路投入使用，从而增加了两条额外的瞬时能量回路，提升了电源短时能量输出能力，其中io_max为过载电流的临界值；同时，关断前级AC/DC变换器，特种负荷由柴油发电机组与冗余多电平模块化双向能量快速变换结构组合供能。

3.根据权利要求2所述的供电方法，其特征在于，所述后级DC/AC变换器采用虚拟柴油机同步控制方法，使得所述冗余多电平模块化双向能量快速变换结构的输出电压uo与柴油发电机组的输出电压us幅值相位一致。