[发明专利]分隔成不同保护区的DC电力系统

说明书

本公开涉及分隔成不同保护区的DC电力系统，包括：主母线、配置成连接到主母线的多个电力输送装置、第一区分割装置和控制系统，其中第一区分割装置被配置成将主母线分隔成第一保护区和第二保护区，第一保护区是具有在第一时间范围中的故障清除要求的电力输送装置被配置成连接到的主母线的一部分，并且第二保护区是具有在第二时间范围中的故障清除要求的主母线的一部分，第二时间范围包含高于在第一时间范围中包含的任何时间的时间，并且没有具有在第一时间范围中的故障清除要求的电力输送装置配置成连接到第二保护区，控制系统被配置成控制第一区分割装置以允许负载电流从第一保护区流到第二保护区，并限制故障电流从第一保护区流到第二保护区。

技术领域

本公开一般涉及电力系统，并且具体地说，涉及具有冗余能力的DC电力系统。

背景技术

用于给马达供电的电力系统可包括多个组件，诸如一个或多个发电单元、驱动器阵容、能量存储模块和上面提到的组件可连接到的主母线。出于安全原因，这种系统可以设计成具有冗余。这例如在海洋应用中是重要的，其中例如在一些应用中，始终能保证船通过使用其螺旋桨和推进器来保持其位置的动态定位是必不可少的。

在某一点，在电力系统中或者在母排系统中、在系统的组件之一中、或者在负载中不可避免地会发生故障，诸如短路。在故障的情况中，重要的是将故障与系统的健康部分隔离，使得能借助于健康部分继续正常电力供应，并且用于保护健康部分免受损坏。为此目的，通常在电力系统中包含保护系统。布置成处理电力系统中的故障的保护系统通常包括监视设备以及由监视设备控制的断路器，该监视设备布置成监视电气参数，诸如电力系统中的电流。断路器以这样的方式布置在电力系统中：在故障的情况中能获得选择性故障隔离。然而，在一些应用中，现有保护系统可能既非常昂贵又消耗空间。

WO2013127575公开了一种DC电力系统，其包括主DC母线、布置成向主DC母线馈电的发电单元、布置在主DC母线和发电单元之间用于在主DC母线故障的情况中将发电单元与主DC母线隔离的隔离器开关、布置成由主DC母线馈电的驱动器单元，其中驱动器单元包括驱动器单元母线系统、连接到驱动器单元母线系统的转换器单元以及布置在驱动器单元母线系统和转换器单元之间用于在驱动器单元故障的情况中保护转换器单元的熔丝。从而，在任何单元中或在主DC母线上发生故障的情况中，能选择性地保护DC电力系统中的各种单元，而不使用大的、消耗空间并且昂贵的断路器。

发明内容

本发明人已经认识到，可以简化WO2013127575中公开的保护原理，并且可以改进保护策略的灵活性。

熔丝/半导体和隔离器开关具有不同的操作速度能力。来自系统各种部件的故障电流可具有明显的瞬变特性，或者它们可以更慢地生成，这取决于故障电流的来源。由于连接到主DC母线的转换器单元中的电容器的放电，故障电流的瞬变类型的示例被获得。由此，例如，靠近发电单元的故障能引起转换器单元的任何电容器的放电。

鉴于以上所述，本公开的目的是提供一种DC电力系统，其解决或至少减轻了现有技术的问题。

因此提供了一种DC电力系统，其包括：主母线、配置成连接到主母线的多个电力输送装置、第一区分割装置和控制系统，其中第一区分割装置被配置成将主母线分隔成第一保护区和第二保护区，第一保护区是具有在第一时间范围中的故障清除要求的电力输送装置被配置成连接到的主母线的一部分，并且第二保护区是具有在第二时间范围中的故障清除要求的主母线的一部分，第二时间范围包含高于在第一时间范围中包含的任何时间的时间，并且没有具有在第一时间范围中的故障清除要求的电力输送装置配置成连接到第二保护区，其中控制系统被配置成控制第一区分割装置以允许负载电流从第一保护区流到第二保护区，并限制故障电流从第一保护区流到第二保护区。