[发明专利]基于高频汇集母线的多端口电能路由器的模块供电方法

说明书

本发明提出一种基于高频汇集母线的多端口EER的模块供电方法。正常启动时，通过检测各端口的输入电压状态，并根据预设的优先级确定主电源端口，启动主电源端口的高频H桥，通过高频母线给其它端口供电。故障定位时，由外部供电单元向各端口提供控制电源和功率电源，外部供电单元由一个电压/功率可调直流电源、一个二极管、一个H桥及一个H桥控制器组成，并直接向EER的公共高频交流汇集母线供电，通过控制外部供电单元中的H桥桥臂中点之间高频脉冲电压，使脉冲占空比从0逐步增加为50％，即可向各端口提供稳定电源。本发明的方法电路简单、控制方便，且无需对EER各端口硬件结构作任何调整，能同时满足正常启动、故障定位及端口独立功能调试需求。

技术领域

本发明涉及电力电子设备技术领域，特别涉及一种基于高频汇集母线的多端口电能路由器的模块供电方法。

背景技术

在中高压应用领域，多端口电能路由器(Electrical Energy Router，以下简称EER)的主功率电路均采用模块化组合结构。图1所示为一种四端口EER，具备10kV高压交流(high voltage alternating current，以下简称HVAC)、10kV高压直流(high voltagedirect current，以下简称HVDC)、380V低压交流(low voltage alternating current，以下简称LVAC)和750V低压直流(low voltage direct current，以下简称LVDC)四个端口。各端口通过高频变压器(high frequency transformer，以下简称HFT)互联，构成一种具有高频交流汇集母线的结构。每个端口由多个子模块构成，其中，LVAC端口分为AC/DC及DC/AC两个单元，AC/DC单元的拓扑结构与LVDC相同。每个模块内部设有模块控制板，通过光纤与端口控制器相连，通过端口控制器即可实现对每个模块内功率器件的控制。在考虑空气绝缘、电气隔离及功率密度优化设计时，各模块的辅助电源通常从模块内部的直流母线取电。在模块的供电方法上主要存在以下问题：

(1)系统正常启动过程中，如何依次让每个端口模块内的辅助电源上电，使各控制器进入正常运行状态。

(2)系统故障时，出于安全考虑，在故障定位阶段无法直接引进高压交流、直流电或大功率电源，如何给指定端口的各模块供电，以便进行故障检查。

发明内容

针对基于高频汇集母线的多端口EER的上述问题，本发明提出了一种基于高频汇集母线的多端口电能路由器的模块供电方法。

一方面，本发明提出的一种基于高频汇集母线的多端口电能路由器的模块供电方法，电能路由器正常启动时，检测各端口输入电压状态，并根据设定的优先级确定主电源端口，之后启动确定的所述主电源端口的高频H桥工作，通过高频汇集母线给其它端口的各子模块供电。

进一步，当检测到唯一一个端口输入电压正常时，则所述唯一端口为主电源端口；当检测到多个端口输入电压正常时，则优先级高的端口为主电源端口。

进一步，给所述主电源端口各模块高频H桥桥臂中点之间施加高频脉冲波电压，脉冲占空比从零逐步增加为50％后维持不变，且所述主电源端口各模块高频H桥相对应的功率管驱动脉冲保持一致，完成公共高频母线上电。

进一步，所述主电源端口的各模块高频H桥内各功率管处于解锁状态，且受本模块内部控制器控制；所述其它端口的各模块高频H桥内各功率管处于闭锁状态。

另一方面，本发明提出一种基于高频汇集母线的多端口电能路由器的模块供电方法，在端口故障定位时，通过外部供电单元给所述故障端口的各模块供电，所述外部供电单元由一个电压/功率可调直流电源、一个二极管、一个H桥及一个H桥控制器组成；所述电压/功率可调直流电源的正极输出端与所述二极管的阳极相连；所述二极管的阴极和所述电压/功率可调直流电源的负极输出端与所述H桥的直流母线相连；所述H桥的桥臂中点与电能路由器的高频汇集母线相连。